Darwinismo quantistico: Coerenza e decoerenza

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Quando guardiamo oggetti "grandi", o magari il nostro corpo, sappiamo che essi rispettano le regole della fisica classica, mentre alcuni di noi sanno "culturalmente" che oggetti microscopici come atomi e molecole seguono regole diverse dettate dalla meccanica quantistica. Uno degli aspetti più strani del mondo quantistico è il principio di sovrapposizione, cioè la capacità di un sistema quantistico di esistere in più di uno stato alla volta contemporaneamente. Quando questo succede, e nel mondo classico succede continuamente tranne quando vengono create, artificiosamente, le condizioni necessarie a evitarlo (temperatura molto bassa, assenza di rumore di qualsiasi tipo, assenza di radiazioni termiche, ecc.), questo avviene finché il sistema non viene osservato, dopodiché si passa velocemente dal mondo quantistico al mondo classico. Una proposta, avanzata dal fisico teorico polacco Wojciech Zurek nel 2003, sta iniziando tuttavia a guadagnare attenzione: il Darwinismo Quantistico, secondo cui: L'emergenza della realtà classica è il risultato di una "selezione naturale" dell'informazione: gli stati quantistici che riescono a replicare più copie di se stessi nell'ambiente sopravvivono e vengono percepiti come classici. L'informazione che si diffonde e resiste alla decoerenza attraverso molteplici copie è quella che diventa oggettiva e osservabile. La coerenza di fase è quindi quella condizione di un sistema quantistico in cui esiste la sovrapposizione di stati con una relazione di fase definita e costante tra le sue diverse componenti d'onda e permette l'osservazione di fenomeni quantistici quali l'interferenza e l'entanglement (un fascio laser è un esempio macroscopico di coerenza). La decoerenza è il processo fisico con cui un sistema quantistico perde la sua coerenza mostrando un comportamento classico. Noi, quindi, viviamo in un mondo classico anche se siamo immersi in un mondo quantistico che comprende quello classico. Secondo la teoria di Zurek, i sistemi quantistici avrebbero "stati di puntamento". Caratteristiche misurabili specifiche, come la posizione o la velocità di una particella. Quando una particella interagisce con il suo ambiente, tutte le sovrapposizioni di tali caratteristiche spariscono, lasciando solo lo stato del puntatore, che può essere osservato perché “imprime” repliche di se stesso sull'ambiente. È qui che entra in gioco l'idea del Darwinismo: solo lo stato "più adatto", per il suo particolare ambiente, sopravvive al processo di decoerenza."L'idea principale del Darwinismo Quantistico è che non facciamo quasi mai alcuna misurazione diretta su nulla", ha detto Zurek al Foundational Questions Institute nel 2008. "[L'ambiente] è come un grande cartellone pubblicitario, che fa galleggiare più copie delle informazioni sul nostro universo dappertutto." Secondo la rivista Quanta, tre distinti gruppi di ricercatori hanno condotto esperimenti per testare il Darwinismo Quantistico cercando i segni che un sistema quantistico imprimerebbe replicando se stesso nel suo ambiente e, finora, la teoria sembra corretta. A riguardo Wikipedia scrive (28/10/25): "Il Darwinismo universale (anche conosciuto come darwinismo generalizzato, teoria della selezione universale, o metafisica darwiniana) si riferisce ai vari approcci in grado di estendere la teoria del darwinismo oltre il suo dominio originale, ovvero l'evoluzione biologica sulla Terra. Il darwinismo universale mira a formulare una versione generalizzata dei meccanismi di variazione, selezione ed ereditarietà proposti da Charles Darwin, in modo che possano essere applicati per spiegare l'evoluzione in un'ampia varietà di altri domini, tra cui la psicologia, l'economia, la cultura, la medicina, l'informatica e la fisica. Questo processo ha tre componenti:

variazione di un dato modulo o modello. Questo è di solito (ma non necessariamente) considerato casuale e si verifica tipicamente per mutazione o ricombinazione.
selezione delle varianti più idonee, cioè quelle più adatte a sopravvivere e a riprodursi nel loro ambiente. Le varianti non idonee vengono eliminate.
ereditarietà o conservazione, nel senso che le caratteristiche delle varianti idonee vengono mantenute e trasmesse, ad esempio nella prole.

Wikipedia scrive inoltre: "Sosteniamo che l'evoluzione dell'ordine nei sistemi viventi e in alcuni sistemi fisici non viventi obbedisca a un principio fondamentale comune che chiamiamo dinamica darwiniana. Tali sistemi ordinati si discostano notevolmente dalla regola di equiprobabilità termodinamica secondo la quale, ad esempio, tutte le sequenze nucleotidiche di lunghezza comparabile dovrebbero essere presenti in abbondanza pressoché uguale. Formuliamo la dinamica darwiniana considerando innanzitutto come l'ordine macroscopico venga generato in un semplice sistema non biologico lontano dall'equilibrio termodinamico. Estendiamo poi la nostra analisi a molecole di RNA corte e replicanti, che ipotizziamo simili alle prime forme di vita, e mostriamo che il processo di generazione dell'ordine sottostante è sostanzialmente simile. L'equazione che utilizziamo come esempio della dinamica darwiniana per questi semplici replicatori contiene variabili che esprimono le condizioni di base necessarie per il processo di selezione naturale così come concepito da Darwin: variazione di tipo, ereditabilità e competizione per risorse limitate. Partendo da sistemi così semplici, crediamo di aver chiarito gli elementi essenziali della selezione naturale. Nello specifico, dimostriamo che l'idoneità di un replicatore di RNA (il suo tasso di crescita pro capite) è funzione delle capacità adattive intrinseche (nel senso che sono determinate dalla sequenza nucleotidica) e della disponibilità di risorse. Le tre principali capacità adattive sono, a nostro avviso, la capacità di replicarsi, la capacità di evitare il decadimento e la capacità di acquisire ed elaborare risorse. Il successo competitivo tra diversi replicatori dipende dal valore relativo di queste capacità adattive. Dimostriamo che per il fago T4, l'organismo più complesso per il quale sono caratterizzate quasi tutte le funzioni geniche, i suoi circa 140 geni noti rientrano naturalmente nelle tre categorie sopra menzionate. Sebbene la dinamica darwiniana possa essere espressa in forma matematica semplice, in quanto applicabile a forme di vita primitive come l'RNA autoreplicante o i batteri, la sua applicazione a organismi superiori richiede una trattazione più complessa. Abbiamo indicato i principali tipi di complessità che emergono e come questi possano essere presi in considerazione, in consonanza con gli attuali trattamenti della selezione naturale nella genetica delle popolazioni e nell'ecologia evolutiva.

Il microbiologo Harris Bernstein scrive in "The Darwinian Dynamic": "Le varianti idonee sopravvissute possono subire nuovamente variazioni direttamente o nella loro prole, iniziando un nuovo ciclo di iterativo. Il meccanismo complessivo è simile alle procedure di risoluzione dei problemi tramite i metodi "prova e sbaglia" o "genera e prova": l'evoluzione può essere concepita come la ricerca della migliore soluzione per il problema della sopravvivenza e della riproduzione e funziona effettuando prove, testando i risultati, eliminando i fallimenti e mantenendo i successi. Il darwinismo "universale" generalizza queste conclusioni sostituendo l'organismo con qualsiasi modello, fenomeno o sistema riconoscibile. La prima condizione del darwinismo universale è che il modello possa "sopravvivere" (mantenersi o conservarsi) abbastanza a lungo o "riprodursi" (replicarsi, essere copiato) con sufficiente frequenza da precluderne la scomparsa. La componente ereditaria presuppone che le informazioni nel modello devono essere conservate o trasmesse. La seconda condizione è che durante la sopravvivenza e la riproduzione possano verificarsi variazioni (piccoli cambiamenti nel modello). Infine, l'ultima condizione è che vi sia una "preferenza" selettiva in modo che alcune varianti tendano a sopravvivere o riprodursi "meglio" di altre. Dunque, se queste condizioni saranno soddisfatte secondo la logica della selezione naturale, il modello si evolverà verso forme più idonee. Fu forse Richard Dawkins a coniare il termine "darwinismo universale" nel 1983 ipotizzando che qualsiasi possibile forma di vita esistente al di fuori del sistema solare sarebbe stata soggetta alle stesse leggi della selezione naturale che vigono sulla Terra. Questa congettura è stata presentata anche nel 1983 in un articolo intitolato “The Darwinian Dynamic (vedi bibliografia)” che trattava dell'evoluzione dell'ordine nei sistemi biologici e in alcuni sistemi fisici non viventi. È stato suggerito che "la vita, ovunque essa si trovi nell'universo, si evolve secondo la stessa legge dinamica", definita la dinamica darwiniana. Henry Plotkin nel suo libro del 1997 sulle macchine Darwiniane traccia un collegamento tra il darwinismo universale e l'epistemologia evolutiva di Campbell. Susan Blackmore, in The Meme Machine (1999), dedica un capitolo intitolato "Darwinismo universale" a una discussione sull'applicabilità del processo darwiniano a un'ampia gamma di argomenti scientifici." Il filosofo della mente Daniel Dennett, nel suo libro L'idea pericolosa di Darwin (1997), sviluppa l'idea di un processo darwiniano, che coinvolge variazione, selezione e ritenzione, come un algoritmo generico dal substrato neutro e che e potrebbe essere applicato a molti campi della conoscenza al di fuori della biologia. Dennett descrive l'idea della selezione naturale come un "acido universale" che non può essere contenuto in nessun contenitore, poiché filtra attraverso le pareti e si diffonde sempre più, toccando e trasformando sempre più domini, notando in particolare il campo della memetica nelle scienze sociali. La previsione di Dennett si è rivelata corretta. Negli ultimi decenni infatti, la prospettiva darwiniana si è diffusa sempre più ampiamente, in particolare attraverso le scienze sociali come fondamento di numerose discipline tra cui la memetica, l'economia evoluzionistica, psicologia evoluzionistica, l'antropologia evoluzionistica, il darwinismo neurale e la linguistica evoluzionistica. Le teorie del darwinismo quantistico ipotizzano che i processi darwiniani operino alla base della fisica, della cosmologia e della chimica attraverso effetti di selezione dell'osservazione e selezione naturale cosmologica. Meccanismi simili sono ampiamente applicati in informatica nei domini degli algoritmi genetici e del calcolo evolutivo, che giungono alla soluzione di problemi complessi attraverso un processo di variazione e selezione." Questi processi applicati alla cosmologia mi lasciano azzardare un'ipotesi sulla genesi delle leggi universali riguardanti l'origine e lo sviluppo dell'Universo, cioè l'Olografia, la Geometria frattale e la Tensegrità, che mi sembrano rientrare tra i processi darwinisti della formazione dell'Universo.

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COERENZA E DECOERENZA: Wojcieck Hubert Zurek scrive: "La decoerenza è causata dall'interazione con l'ambiente che in effetti monitora certi osservabili del sistema, distruggendo la coerenza tra gli stati puntatori (pointer states) corrispondenti ai loro valori interni. Questo porta a una superselezione (einselection) indotta dell'ambiente, un processo quantistico associato alla perdita selettiva di informazione. I pointer states sono stabili. Essi mantengono le correlazioni col resto dell'universo a dispetto dell'ambiente. Le forze interne forzano la classicità imponendo ostacoli alla vasta maggioranza degli Hilbert states, eliminando specialmente gli evidenti stati non-locali "Schrodinger cat".

CONDENSATI DI BOSE-EINSTEIN: Quando un certo numero di bosoni vengono portati a temperature estremamente basse non posseggono energia sufficiente per muoversi in posizioni che potrebbero causare l'interferenza reciproca delle loro caratteristiche quantistiche distinte. Nasce cosi un condensato di Bose Einstein. La proprietà principale del condensato di Bose-Einstein sta nel fatto che le particelle che si trovano in tale stato esibiscono comportamenti quantistici apprezzabili su scala macroscopica. La Treccani scrive: "Quando invece la temperatura è abbassata al livello in cui la lunghezza d'onda di de Broglie diventa confrontabile con la distanza tra le particelle, i pacchetti d'onda iniziano a sovrapporsi e il principio di indistinguibilità della meccanica quantistica assume un ruolo fondamentale, tanto da produrre una degenerazione quantistica. Si hanno comportamenti diversi a seconda che le particelle abbiano uno spin intero o semiintero: quelle con spin intero sono bosoni e il loro comportamento è descritto dalla statistica quantistica di Bose-Einstein; le particelle con spin semiintero sono invece fermioni e seguono la statistica quantistica di Fermi-Dirac. Quando la temperatura T di un gas di bosoni scende al di sotto di un valore critico T_c, la maggior parte delle particelle (la totalità, nel limite in cui T raggiunge lo zero assoluto) si accumula nello stato di energia più basso del sistema e il gas subisce quindi una transizione di fase che prende il nome di condensazione di Bose-Einstein. Rimarchiamo che tale fenomeno non dipende dalle interazioni tra le particelle, ma è conseguenza della natura ondulatoria di queste ultime e del principio di indistinguibilità, concetti alla base della meccanica quantistica. Diversamente dai bosoni, i fermioni non subiscono una simile transizione di fase, in quanto il principio di esclusione di Pauli vieta che uno stato di energia del sistema possa essere occupato da più di un fermione. Sebbene le particelle che li compongono ‒ elettroni, protoni, neutroni ‒ siano fermioni, gli atomi possono comportarsi come bosoni o fermioni a seconda del numero totale, rispettivamente pari o dispari, dei loro costituenti."

Carlos Alexandre Brasil scrive: "In meccanica quantistica, gli stati puntatori sono autostati dell'osservabile dell'apparato di misura che rappresentano le possibili posizioni dell'indicatore di visualizzazione dell'apparecchiatura. L'origine di questo concetto risiede nel tentativo di colmare le lacune nell'interpretazione dello stato relativo di Everett e di renderla una descrizione pienamente valida della realtà fisica. Per raggiungere questo obiettivo, era necessario considerare non solo il sistema principale che interagisce con l'apparato di misura (come fecero von Neumann ed Everett), ma anche il ruolo dell'ambiente nell'eliminare le correlazioni tra diverse possibili misurazioni durante l'interazione con l'apparato di misura. L'interazione dell'ambiente con il sistema principale (e con l'apparato di misura) è il nucleo della teoria della decoerenza, che ha seguito la tesi di Everett. In questo articolo, esaminiamo il processo di misura secondo von Neumann, l'interpretazione dello stato relativo di Everett, lo scopo della decoerenza e alcuni dei suoi sviluppi fino al fondamentale articolo di Wojciech Zurek che ha consolidato il concetto di stato puntatore, precedentemente presentato da Heinz Dieter Zeh. Utilizzando un semplice modello fisico costituito da una coppia di sistemi a due livelli – uno che rappresenta il sistema principale, l'altro l'apparato di misura – e un bagno termico – che rappresenta l'ambiente – mostriamo come emergono gli stati puntatori, spiegandone il contributo alla questione della misurazione in meccanica quantistica, nonché i suoi limiti. Infine, ne illustriamo brevemente alcune conseguenze. Questo articolo è accessibile a lettori con conoscenze elementari di meccanica quantistica, a livello di corsi di laurea magistrale."

La prima condizione del darwinismo universale è che il modello possa "sopravvivere" (mantenersi o conservarsi) abbastanza a lungo o "riprodursi" (replicarsi, essere copiato) con sufficiente frequenza da precluderne la scomparsa. La componente ereditaria presuppone che le informazioni nel modello devono essere conservate o trasmesse

Punti di riflessione

Per poter cogliere ciò che accade a livello atomico bisogna rinunciare al comune buon senso. (Richard Feynman p.19 del libro "QED")

Dal punto di vista del buon senso l'elettrodinamica quantistica descrive una natura assurda. Tuttavia è in perfetto accordo con i dati sperimentali. Mi auguro quindi che riuscirete ad accettare la Natura per quello che è: assurda. (Richard Feynman p.25 del libro "QED")

Nel 1926 venne sviluppata una teoria 'priva di buon senso' che spiegava l'inusitato comportamento degli elettroni nella materia. Sembrava una teoria assurda, ma in realtà non lo era: fu chiamata meccanica quantistica. La parola 'quanto' si riferisce a questo peculiare aspetto della natura che va contro il buon senso. (Richard Feynman p.19 del libro "QED")

La cattiva notizia è che la presenza di un bagaglio memetico malato genera disastri nella persona, nelle aziende e in intere nazioni, e non è sufficiente cercare di cambiare un comportamento se i memi sottostanti continuano a lavorare indisturbati. Ad esempio, il “meme aziendale” che dice “la formazione è un lusso” fa a pugni con la tanto dichiarata credenza sul valore dell’investire in Risorse Umane.

La buona notizia è che al contrario, un bagaglio memetico sano fa da amplificatore del potenziale personale – mentre la genetica per ora non è modificabile, la memetica lo è. Con fatica, ma lo è. Un buon coach diventa quindi come un chirurgo, su un terreno delicatissimo, lavorando delicatamente o con forza sulle idee che una persona ha su di sè e sul mondo, applicando inoltre “innesti di memi” su come poter meglio raggiungere obiettivi e risultati. Il meme, secondo Dawkins, è un replicator di informazioni culturali analogo al gene. Nelle sue parole: “proprio come i geni si propagano da corpo a corpo attraverso sperma o uova, così fanno i memi trasmettendosi da cervello a cervello” (cit. in Trevisani, 2005 “Regie di Cambiamento“, Franco Angeli) (Daniele Trevisani)

Nella primavera del 1926 Heisenberg era stato invitato a tenere un seminario sulla meccanica delle matrici presso l'università di Berlino e, in seguito, aveva avuto una lunga discussione con Einstein sulla natura della realtà e le implicazioni della nuova teoria. A un certo momento, Einstein aveva commentato: "In linea di principio è sbagliatissimo tentare di fondare una teoria esclusivamente su grandezze osservabili. Anzi, in realtà avviene esattamente il contrario: è la teoria che decide cosa possiamo osservare". A quel tempo Heisenberg era rimasto totalmente sconcertato dal ragionamento di Einstein; ma poi, circa un anno dopo, quelle parole gli tornarono in mente improvvisamente una sera dopo la mezzanotte mentre stava arrovellandosi sul problema della traiettorie. E' la teoria che decide cosa possiamo osservare. Poteva essere questa la chiave del problema? Troppo eccitato per riuscire a stare seduto alla sua scrivania, Heisenberg uscì a fare una passeggiata nel vicino parco Faelled. Fu proprio durante quella passeggiata nottuna che gli venne in mente l'idea che sarà per sempre associata al suo nome: l'indeterminazione quantistica. (John Gribbin p.122 del libro "Erwin Schrödinger - la vita, gli amori e la rivoluzione quantistica")

L'unica grande differenza tra l'universo e l'uomo - l'uomo della società razionale e scientifica di oggi - è che mentre il corpo dell'universo - le sue particelle - sembra cogliere a ogni istante le informazioni inviate dal potenziale quantico universale, l'uomo pur cogliendolo non è in grado di decifrarne il significato più profondo. La ragione di ciò è che la società odierna, in particolare quella occidentale, è completamente guidata dalla mente razionale - esplicata dall'emisfero sinistro del cervello - mentre l'altra parte - quella intuitiva ed esplicata dall'emisfero destro - è isolata e come fine a se stessa. Non c'è reale interazione tra la parte razionale e quella intuitiva: ciò avviene solo nei grandi geni della scienza e dell'arte. Ma l'umanità è come "monocromatica" (o meglio monomaniaca): l'esclusivo utilizzo della mente razionale porta inevitabilmente a perseguire quasi esclusivamente i beni materiali. Al contrario, le cose che hanno un "significato" oggi perdono sempre più di senso, a favore di un materialismo sfrenato che ci ha allontanato dalla matrice reale in cui anche noi siamo immersi. Noi semplicemente non sappiamo di essere come gli elettroni! E di far parte di un piano grandioso le cui radici si trovano al di là del tempo e dello spazio. I nostri sogni, le nostre intuizioni, le nostre sincronicità, o anche certi eventi paranormali, ci appaiono come fenomeni misteriosi e incomprensibili, concentrandoci troppo sui quali si può giungere alla pazzia. (Massimo Teodorani Entanglement pp.46-47)

Cento anni fa, la maggior parte delle persone pensava che cani e gatti non fossero coscienti e che gli animali in generale non fossero coscienti. Bene, ora tutti capiscono che gli animali, soprattutto quelli superiori, sono coscienti. Ma penso che anche una cellula sia cosciente. Ovviamente, un po'. Anche un atomo è cosciente, in misura infinitesimale. Quindi tutto è cosciente in proporzione alla sua complessità organizzativa. La coscienza aumenta con il livello di organizzazione. Più una cosa è organizzata e complessa, più alto è il livello di coscienza. Quindi, laddove la forza gravitazionale dipende solo dall’aggiunta di massa – maggiore è la massa, maggiore è la forza gravitazionale – la coscienza dipende dalla coerenza e dalla complessità organizzativa. Quindi è qualcosa che dipende in qualche modo da quanto coerente è l'organizzazione, e quanto più coerente e complessa, per lo stesso numero di atomi o lo stesso numero di cellule, tanto più cosciente è quell'organizzazione. Quindi questo è il modo in cui penso che la coscienza si stia costruendo. (Federico Faggin)

Forse nessun argomento scientifico ha ispirato più sciocchezze della meccanica quantistica. Certo, è un campo di studi complicato, con alcuni aspetti davvero misteriosi che non sono risolti con soddisfazione di tutti dopo quasi un secolo di lavoro. Allo stesso tempo, però, usare il termine quantistico per significare “semplicemente non lo sappiamo” è ridicolo e semplicemente sbagliato. La meccanica quantistica è la base di quasi tutta la nostra tecnologia moderna, dagli smartphone alle luci fluorescenti, dalle fotocamere digitali alle comunicazioni in fibra ottica. Se dovessi scegliere un secondo classificato in questo assurdo concorso a premi, sarebbe la coscienza umana, un altro argomento con molti aspetti misteriosi. Siamo fatti di materia ordinaria ma siamo autoconsapevoli, capaci di pensare astrattamente a noi stessi e di riconoscere gli altri (compresi i non umani) come entità separate con i propri bisogni. Come fisico, sono affascinato dall'idea che la nostra coscienza possa immaginare realtà diverse dalla nostra: l'universo è in un modo, ma siamo perfettamente felici di pensare a come potrebbe essere altrimenti. (Matthew Francis)

La meccanica quantistica suggerisce che le particelle possono trovarsi in uno stato di sovrapposizione – in due stati contemporaneamente – finché non avviene una misurazione. Solo allora la funzione d'onda che descrive la particella collassa in uno dei due stati. Secondo l'interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica, il collasso della funzione d'onda avviene quando è coinvolto un osservatore cosciente. Ma secondo Roger Penrose è il contrario. Invece che sia la coscienza a causare il collasso, Penrose ha suggerito che le funzioni d’onda collassano spontaneamente e nel processo danno origine alla coscienza. Nonostante la stranezza di questa ipotesi, recenti risultati sperimentali suggeriscono che tale processo abbia luogo all’interno dei microtubuli del cervello. Ciò potrebbe significare che la coscienza è una caratteristica fondamentale della realtà, che sorge dapprima nelle biostrutture primitive, nei singoli neuroni, per poi discendere verso l'alto fino a raggiungere reti di neuroni, sostiene Stuart Hameroff, collaboratore di Roger Penrose. (Stuart Hameroff)

Vedremo anche che la nostra coscienza collettiva si sta spostando per trasformare i principali organi della società che definiscono il modo in cui viviamo la nostra vita pubblica: governo, affari, università, religioni e altre istituzioni. In ogni caso, mostrerò che una piccola avanguardia sta silenziosamente portando una consapevolezza matura a questi vari aspetti della società. Basandosi su numerosi esempi, vediamo come il governo può diventare snello e reattivo, gli affari stanno diventando democratici, l’istruzione sta diventando incentrata sullo studente e le religioni si stanno spostando dalla dottrina a un rapporto personale con la dimensione spirituale della vita. (Bill Halal)

Il mondo macroscopico può esistere solo se esistono lo spazio e il tempo e quindi la fisica che lo descrive ha caratteristiche locali, mentre il mondo microscopico non ha bisogno dello spazio e del tempo ma percepisce la guida e l'informazione in maniera istantanea, in tal modo che la fisica che lo descrive viene definita "non locale". Il mondo microscopico riflette l'esistenza di un infinito al di fuori dello spazio e del tempo e non riceve l'informazione da un luogo preciso, ma la riceve da tutto l'universo la cui "locazione" viene identificata in una specie di "prespazio", sede della coscienza dell'universo, un ordine che esiste sotto il livello delle particelle fondamentali e precede le nozioni di spazio e di tempo. (Massimo Teodorani p.28 del libro "Bohm")

Una fra le lezioni principali che i fisici hanno dovuto apprendere in questo secolo [il XX] è che tutti i concetti e le teorie che noi usiamo per descrivere la natura sono limitati. A causa delle limitazioni essenziali della mente razionale, noi dobbiamo accettare il fatto che, come si è espresso Werner Heisenberg, "ogni parola o concetto, per chiari che possano essere, hanno soltanto un campo limitato di applicabilità". Le teorie scientifiche non potranno mai fornire una una descrizione completa e definitiva della realtà. Esse saranno sempre approssimazioni alla vera natura delle cose. Per formulare la cosa in termini molto schietti, gli scienziati non si occupano della verità; essi si occupano solo di descrizioni limitate e approssimative della realtà. (Fritjoff Capra p.43 del libro "Il punto di svolta")

Eccoti un brevissima sintesi di alcuni degli aspetti della Realtà che la fisica quantistica ci ha dato la possibilità di accettare:

*Niente può essere certo, tutto è solo più o meno probabile e/o possibile.

*Quello che determina che cosa si manifesta (attualizza) è l’interazione/osservazione.

*La Materia è fatta sia di energia sia di particelle sia di onde sia di niente, tutto insieme.

*E’ impossibile isolare/separare un sistema da chi lo osserva (e dal resto della realtà…).

*Lo spazio e il tempo sono variabili relative a chi li vive localmente.

*Una struttura della materia può condizionare il comportamento di un’altra struttura della materia istantaneamente e a qualsiasi distanza nello spazio, avvalendosi solo di se stessa (entanglement)?

*La coscienza e il pensiero umano vanno considerate come entità fisiche. (Claudio Sabatini)

Ciò che determina la nostra felicità o infelicità, la nostra salute o i nostri rapporti, non dipende dai geni che abbiamo ereditato, dipende invece da come percepiamo il mondo esterno. Da come il nostro bagaglio di credenze inconsce interpreta la realtà oggettiva che percepiamo, ci ammaliamo o stiamo bene, siamo felici piuttosto che tristi, attiriamo gioia piuttosto che ansia e preoccupazioni. (Claudio Sabatini)

Anche se è vero che se ci focalizziamo su determinate cose, queste arriveranno a noi in abbondanza, la verità è che la maggior parte delle persone non focalizzano l’attenzione nell’avere quelle cose, ma sul fatto che non le hanno. (Claudio Sabatini)

Darwinismo quantistico: coerenza di fase e emergenza del classico operata dalla decoerenza

Da dove nasce il classico? A livello quantistico viviamo in un mondo fatto di nuvole di probabilità. Allora perchè vediamo un mondo stabile, fatto di oggetti definiti? La versione che vediamo è quella sopravvissuta a una lotta feroce nell'ambito del darwinismo quantistico. La decoerenza è quel processo attraverso cui, per mezzo della relazione di fase con l'ambiente fisico, la realtà (e la sua funzione d'onda) perde la sua superposizione. La funzione d'onda universale continua a esistere anche quando abbiamo attraversato il confine tra quantistico e classico.
Per il nostro corpo e il numero di cellule che lo compongono, la decoerenza è istantanea (a temperatura ambiente). La decoerenza non collassa mai intrecciandosi all'ambiente e il darwinismo quantistico dimostra che l'ambiente usa gli "stati puntatori" per determinare il passaggio al classico. Gli stati puntatori cambiano continuamente.
L'informazione quantistica non scompare, si disperde nell'ambiente circostante dove normalmente esiste il caos rumoroso che distrugge la superposizione. L'entanglement governa la relazione delle particelle con l'ambiente. Il tempo di coerenza dipende dalla massa del sistema, dalla temperatura del sistema e dalla forza dell'accoppiamento. Gli oggetti non vanno pensati come "cose" ma come processi, risultati temporanei dell'interazione continua operata dall'ambiente. La realtà classica che percepiamo è contingente rispetto all'ambiente in cui esistiamo. L'informazione quantistica non si perde mai, è sempre presente. L'ambiente con i suoi fotoni e fononi misura le condizioni della coerenza e decoerenza facendo una misurazione continua e implacabile. Quello che vediamo, tocchiamo, udiamo, ecc. è una proiezione, una mappa approssimativa di un territorio quantistico molto più vasto e strano. Il confine tra quantistico e classico non è una linea netta tracciata dalla natura, ma una zona grigia dove la complessità dell'entanglement ambientale determina quali proprietà emergono come osservabili.

Il Darwinismo quantistico applicato all'Universo

Da dove nasce il classico? A livello quantistico viviamo in un mondo fatto di nuvole di probabilità. Allora perché vediamo un mondo stabile, fatto di oggetti definiti? La versione che vediamo è quella sopravvissuta a una lotta feroce nell'ambito del darwinismo quantistico. La decoerenza è quel processo attraverso cui, attraverso la relazione di fase con l'ambiente fisico, la realtà (e la sua funzione d'onda) perde la sua superposizione. La funzione d'onda universale continua a esistere anche quando abbiamo attraversato il confine tra quantistico e classico.

Per il nostro corpo e il numero di cellule che lo compongono, la decoerenza è istantanea (a temperatura ambiente). La decoerenza non collassa mai intrecciandosi all'ambiente e il darwinismo quantistico dimostra che l'ambiente usa gli "stati puntatori" per determinare il passaggio al classico. Gli stati puntatori cambiano continuamente.

L'informazione quantistica non scompare, si disperde nell'ambiente circostante dove normalmente esiste il caos rumoroso che distrugge la superposizione. L'entanglement governa la relazione delle particelle con l'ambiente. Il tempo di coerenza dipende dalla massa del sistema, dalla temperatura del sistema e dalla forza dell'accoppiamento. Gli oggetti non vanno pensati come "cose" ma come processi, risultati temporanei dell'interazione continua operata dall'ambiente. La realtà classica che percepiamo è contingente rispetto all'ambiente in cui esistiamo.

L'informazione quantistica non si perde mai, è sempre presente. L'ambiente con i suoi fotoni e fononi misura le condizioni della coerenza e decoerenza facendo una misurazione continua e implacabile. Quello che vediamo, tocchiamo, udiamo, ecc. è una proiezione, una mappa approssimativa di un territorio quantistico molto più vasto e strano. Il confine tra quantistico e classico non è una linea netta tracciata dalla natura, ma una zona grigia dove la complessità dell'entanglement ambientale determina quali proprietà emergono come osservabili.

La “coerenza quantistica” è la proprietà che consente a un sistema quantistico di esistere in sovrapposizioni di stati. In termini matematici, significa che le fasi relative delle funzioni d'onda che descrivono i diversi stati rimangono ben definite quando l'esperimento viene ripetuto, rendendo possibile l'interferenza e fenomeni genuinamente quantistici come l'entanglement

La coerenza è fragile: se non la si preserva, le onde (classiche o quantistiche) non interferiscono.

Per “decoerenza quantistica” si intendono, invece, i processi attraverso i quali un sistema quantistico perde gradualmente la sua coerenza a causa dell'interazione con l'ambiente circostante. Ogni interazione con particelle o campi esterni, o con gradi di libertà non controllati “traccia” informazioni sullo stato quantistico, rendendo gli effetti tipici della meccanica quantistica inosservabili, e rendendo classico un sistema quantistico.

Manifestazione macroscopica della meccanica quantistica

La coerenza quantistica è uno stato in cui le particelle coordinano il loro comportamento a livello quantistico.
I Condensati di Bose-Einstein realizzano le condizioni per rendere visibili sistemi macroscopici (freddo estremo, isolamento perfetto)
Superconduttività, Superfluidità, Condensati di Bose-Einstein

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Il soggetto, con il suo modo di guardare, influenza l’oggetto, qualsiasi esso sia.
Tanto nel dipinto, quanto nel reale, è un pò come se fossimo noi a “disegnare” la realtà. La “trasformiamo” nell’atto stesso di conoscerla, plasmandola in funzione di noi stessi e di storie, desideri, idee ed emozioni che ci portiamo dentro.
È questo il motivo per cui davanti ad uno stesso dipinto diverse persone provano emozioni anche molto differenti. Analogamente succede che una persona susciti simpatia in alcuni ed antipatia in altri. Com’è possibile?
Accade poiché quella persona fa risuonare corde differenti legate, come dicevamo, alla storia, agli affetti ed ai vissuti di chi vi entra in relazione. Avviene, cioè, che quella stessa persona, quello stesso paesaggio, quello stesso “stimolo”, quello stesso oggetto assumono significato in funzione del soggetto che li osserva.
In tal senso noi creiamo la nostra realtà! (Valentina Carleo)

Conclusioni (provvisorie): La materia può mostrare l'esito delle nostre relazioni. Tutto il resto è simbolizzabile!

Quando guardiamo oggetti "grandi", o magari il nostro corpo, sappiamo che essi rispettano le regole della fisica classica, mentre sappiamo "culturalmente" che oggetti microscopici come atomi e molecole seguono regole diverse dettate dalla meccanica quantistica. Uno degli aspetti più strani del mondo quantistico è il principio di sovrapposizione, cioè la capacità di un sistema quantistico di esistere in più di uno stato alla volta contemporaneamente. Quando questo succede, e nel mondo classico succede continuamente tranne quando vengono create, artificiosamente, le condizioni necessarie (temperatura molto bassa, assenza di rumore di qualsiasi tipo, assenza di radiazioni termiche), questo avviene finché il sistema non viene osservato, dopodiché si passa velocemente dal mondo quantistico al mondo classico. Una proposta, avanzata dal fisico teorico polacco Wojciech Zurek nel 2003, sta iniziando tuttavia a guadagnare attenzione: il Darwinismo Quantistico: L'emergenza della realtà classica è il risultato di una "selezione naturale" dell'informazione: gli stati quantistici che riescono a replicare più copie di se stessi nell'ambiente sopravvivono e vengono percepiti come classici. L'informazione che si diffonde e resiste alla decoerenza attraverso molteplici copie è quella che diventa oggettiva e osservabile. La coerenza di fase è quindi quella condizione di un sistema quantistico in cui esiste la sovrapposizione di stati con una relazione di fase definita e costante tra le sue diverse componenti d'onda e permette l'osservazione di fenomeni quantistici quali l'interferenza e l'entanglement (un fascio laser è un esempio macroscopico di coerenza). La decoerenza è il processo fisico con cui un sistema quantistico perde la sua coerenza mostrando un comportamento classico. Noi viviamo nel mondo classico anche se siamo immersi in un mondo quantistico che comprende quello classico. Secondo la teoria di Zurek, i sistemi quantistici avrebbero "stati di puntamento". Caratteristiche misurabili specifiche, come la posizione o la velocità di una particella. Quando una particella interagisce con il suo ambiente, tutte le sovrapposizioni di tali caratteristiche spariscono, lasciando solo lo stato del puntatore, che può essere osservato perché “imprime” repliche di se stesso sull'ambiente. È qui che entra in gioco l'idea del Darwinismo: solo lo stato "più adatto", per il suo particolare ambiente, sopravvive al processo di decoerenza."L'idea principale del Darwinismo Quantistico è che non facciamo quasi mai alcuna misurazione diretta su nulla", ha detto Zurek al Foundational Questions Institute nel 2008. "[L'ambiente] è come un grande cartellone pubblicitario, che fa galleggiare più copie delle informazioni sul nostro universo dappertutto." Secondo la rivista Quanta, tre distinti gruppi di ricercatori hanno condotto esperimenti per testare il Darwinismo Quantistico cercando i segni che un sistema quantistico imprimerebbe replicando se stesso nel suo ambiente e, finora, la teoria sembra corretta. A riguardo Wikipedia scrive (28/10/25): "Il Darwinismo universale (anche conosciuto come darwinismo generalizzato, teoria della selezione universale, o metafisica darwiniana) si riferisce ai vari approcci in grado di estendere la teoria del darwinismo oltre il suo dominio originale, ovvero l'evoluzione biologica sulla Terra. Il darwinismo universale mira a formulare una versione generalizzata dei meccanismi di variazione, selezione ed ereditarietà proposti da Charles Darwin, in modo che possano essere applicati per spiegare l'evoluzione in un'ampia varietà di altri domini, tra cui la psicologia, l'economia, la cultura, la medicina, l'informatica e la fisica. Questo processo ha tre componenti:

variazione di un dato modulo o modello. Questo è di solito (ma non necessariamente) considerato casuale e si verifica tipicamente per mutazione o ricombinazione.
selezione delle varianti più idonee, cioè quelle più adatte a sopravvivere e a riprodursi nel loro ambiente. Le varianti non idonee vengono eliminate.
ereditarietà o conservazione, nel senso che le caratteristiche delle varianti idonee vengono mantenute e trasmesse, ad esempio nella prole.

Wikipedia scrive: "Sosteniamo che l'evoluzione dell'ordine nei sistemi viventi e in alcuni sistemi fisici non viventi obbedisca a un principio fondamentale comune che chiamiamo dinamica darwiniana. Tali sistemi ordinati si discostano notevolmente dalla regola di equiprobabilità termodinamica secondo la quale, ad esempio, tutte le sequenze nucleotidiche di lunghezza comparabile dovrebbero essere presenti in abbondanza pressoché uguale. Formuliamo la dinamica darwiniana considerando innanzitutto come l'ordine macroscopico venga generato in un semplice sistema non biologico lontano dall'equilibrio termodinamico. Estendiamo poi la nostra analisi a molecole di RNA corte e replicanti, che ipotizziamo simili alle prime forme di vita, e mostriamo che il processo di generazione dell'ordine sottostante è sostanzialmente simile. L'equazione che utilizziamo come esempio della dinamica darwiniana per questi semplici replicatori contiene variabili che esprimono le condizioni di base necessarie per il processo di selezione naturale così come concepito da Darwin: variazione di tipo, ereditabilità e competizione per risorse limitate. Partendo da sistemi così semplici, crediamo di aver chiarito gli elementi essenziali della selezione naturale. Nello specifico, dimostriamo che l'idoneità di un replicatore di RNA (il suo tasso di crescita pro capite) è funzione delle capacità adattive intrinseche (nel senso che sono determinate dalla sequenza nucleotidica) e della disponibilità di risorse. Le tre principali capacità adattive sono, a nostro avviso, la capacità di replicarsi, la capacità di evitare il decadimento e la capacità di acquisire ed elaborare risorse. Il successo competitivo tra diversi replicatori dipende dal valore relativo di queste capacità adattive. Dimostriamo che per il fago T4, l'organismo più complesso per il quale sono caratterizzate quasi tutte le funzioni geniche, i suoi circa 140 geni noti rientrano naturalmente nelle tre categorie sopra menzionate. Sebbene la dinamica darwiniana possa essere espressa in forma matematica semplice, in quanto applicabile a forme di vita primitive come l'RNA autoreplicante o i batteri, la sua applicazione a organismi superiori richiede una trattazione più complessa. Abbiamo indicato i principali tipi di complessità che emergono e come questi possano essere presi in considerazione, in consonanza con gli attuali trattamenti della selezione naturale nella genetica delle popolazioni e nell'ecologia evolutiva.

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Bibliografia (chi fa delle buone letture è meno manipolabile)

Momme von Sydow (2012), Un'analisi storica e filosofica del darwinismo genetico e del darwinismo universale
Saverio Pascazio NQSTI (2025), La parola della settimana: Coerenza e decoerenza quantistica
Chiara Bernardo (2019), Sistemi quantistici aperti e Decoerenza (PDF)
Flavio Maria Ciaglia (2010), Decoerenza e Misura quantistica (PDF)
Daniele Trevisani (2019), La memetica, la scienza delle idee, e il coraggio di esaminarle
Simone Caporali (2019), Darwinismo quantistico: unificazione della meccanica quantistica e fisica classica
Carlos Alexandre Brasil (2015), Understanding the pointer states (PDF)

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Spesa annua pro capite in Italia per gioco d'azzardo 1.583 euro, per l'acquisto di libri 58,8 euro (fonte: l'Espresso 5/2/17)

Pagina aggiornata il 7 Novembre 2025