Lee Smolin LA RINASCITA DEL TEMPO Dalla crisi

Lee Smolin LA RINASCITA DEL TEMPO Dalla crisi della fisica al futuro dell’universo Filosofia della mente Unict- Disum - a. a. 2018 -2019 Tempo della mente e tempo del mondo – Alberto Giovanni Biuso Time Reborn. From the Crisis in Physics to the Future of the Universe (2013) Trad. di Simonetta Frediani (Einaudi, 2014)

Lee Smolin (New York – 1955)

Formalismo matematico e irrealtà del tempo La credenza di molti fisici contemporanei che il tempo sia irreale costituisce una forma di platonismo matematico il quale ha però abbandonato il profondo legame che Platone sente con la realtà come intero e come problema sostituendo a tale serietà ontologica il semplice fascino dell’eleganza e del formalismo matematici i quali tuttavia non garantiscono in alcun modo la verità dei loro asserti ma soltanto il bisogno di eternizzarsi.

Scienza o misticismo? Vale quindi assai di più per le scienze attuali che per Platone la giusta osservazione di Smolin per cui • «vi è una certa grossolanità alla base di ogni tesi secondo la quale il nostro universo in definitiva è spiegato da un altro mondo più perfetto, che è separato da tutto ciò che percepiamo. Se cediamo a questa tesi, rendiamo permeabile il confine tra scienza e misticismo» (p. 12).

Aristotele e Tolomeo I sistemi cosmologici di Aristotele e di Tolomeo sono molto eleganti e spiegano i dati osservativi in un modo coerente e plausibile. Costituiscono quindi delle teorie efficaci e tuttavia sono anche delle teorie errate. La lezione che se ne può trarre è «che né la bellezza matematica né l’accordo con gli esperimenti possono garantire che le idee su cui si basa una teoria abbiano la benché minima relazione con la realtà» (pp. 18 -19).

Mondo fisico e oggetti matematici atemporali Molte delle teorie fisiche e cosmologiche contemporanee se non sono errate rimangono tuttavia delle approssimazioni, riferibili ad alcune piccole parti dell’universo, rappresentabili tramite oggetti matematici atemporali.

Platonismo sfrenato Lo sfrenato platonismo di queste teorie risiede nell’ «assurdità dell’opinione che la matematica preceda la natura. In realtà la matematica viene dopo la natura. Non ha potere generativo. In altre parole, nella matematica le conclusioni sono imposte da implicazioni logiche, mentre in natura gli eventi sono generati da processi causali che agiscono nel tempo. Non è la stessa cosa; le implicazioni logiche possono modellare aspetti di processi causali, ma non sono identiche a processi causali. La logica non è lo specchio della causalità. La logica e la matematica colgono aspetti della natura mai tutta la natura» (p. 252).

Matematica e natura La matematica è uno strumento splendido e assai potente al servizio della scienza, non è la scienza al servizio delle matematiche. L’idea galileiana che il mondo sia scritto in caratteri matematici ha contribuito alla comprensione di molti aspetti della realtà ma non può sostituirsi alla realtà in quanto tale.

Newton • Una conseguenza del platonismo galileiano è il metodo di Newton, che è assai adatto a descrivere dinamiche interne alla materia ma non è adatto alla cosmologia in quanto tale. • Basti pensare all’idea di un tempo e di uno spazio assoluti, che prescindono dall’esistenza degli enti, dal loro divenire, movimento, mutamento. • Applicata a ciò che Smolin efficacemente definisce ‘fisica in una scatola’, la struttura newtoniana funziona molto bene ma «di fronte ai problemi cosmologici perde tutta la sua potenza» (p. 96) e si rivela «non adatta per descrivere l’intero universo» (p. XX).

Zoofisica • La relatività e la teoria dei quanti sono tra di loro opposte ma condividono il primato newtoniano della matematica. • I fisici che praticano tale paradigma si comportano come gli zoologi da laboratorio, i quali studiano gli animali rinchiusi in condizioni totalmente artificiose, riducendone il comportamento a schemi prefissati e astratti. • Come l’etologia libera gli animali studiandoli nella concretezza dei loro ambienti, così il paradigma della realtà del tempo libera la complessità del divenire dalla sua riduzione alle equazioni.

Realtà e riproduzione della realtà • È una differenza simile anche a quella che si dà tra una partita di calcio, un gol ad esempio che avviene nel tempo, una volta sola ed è irripetibile, e la registrazione di quella partita, ripetibile tutte le volte che si vuole e in qualche modo atemporale. • Il divenire non coincide con i modi nei quali lo si registra, perché il divenire è un insieme sconfinato e complesso di relazioni. • E invece è accaduto che dal problema dei tre corpi alle simulazioni su supercomputer, «stelle formate da un numero enorme di atomi sono trattate come se fossero punti e l’influenza di qualsiasi altra cosa esterna al sistema di solito viene ignorata» (p. 46).

Matematica e temporalità • Uno dei costi del successo delle teorie efficaci sta nel fatto che ad apparire plausibili sono delle approssimazioni le quali non possono tuttavia essere fatte coincidere con la struttura e la complessità della materia e della natura. • Il fatto, ad esempio, «che il movimento avviene nel tempo mentre la sua rappresentazione matematica è atemporale significa che non sono la stessa cosa» (p. 36).

Semplicità formale / Complessità ontologica • Il movimento, il divenire, le possibilità, i fenomeni, la materia, l’universo, costituiscono l’essere immenso e complesso che si dispiega in ogni anfratto del tempo e dello spazio. • A partire dai principi di base della fisica sia newtoniana sia einsteiniana, tale complessità risulta improbabile. Eppure c’è e accade È questa realtà che va spiegata. • Perché il passaggio dal semplice al complesso non si trova nelle equazioni, non è previsto dal funzionamento di strutture atemporali. • «Una grande complessità richiede una serie di piccoli passi. Questi avvengono in sequenza, il che implica un forte ordinamento degli eventi nel tempo. Tutte le spiegazioni scientifiche della complessità richiedono una storia, durante la quale i livelli di complessità salgono lentamente un poco alla volta» (p. 199).

«Fare fisica in una scatola» • ‘Fare fisica in una scatola’ significa -scambiare la parte per il tutto -il laboratorio per la natura -l’astrazione di un fatto isolato con la concretezza delle relazioni dentro le quali soltanto ogni ente, ogni evento e ogni processo possono accadere -ontologiae possono essere spiegati -epistemologia.

Un’ontologia temporale • Come la più parte dei fisici, anche Smolin è partito dalla tesi della irrealtà del tempo ma si è dovuto ricredere e con coraggio si è ricreduto, fino a sostenere • una epistemologia per la quale «la descrizione più vera di qualcosa si ottiene specificandone le relazioni con le altre parti del sistema di cui fa parte» (p. XII); • un’ontologia temporale per la quale il tempo è «la chiave del significato della teoria quantistica e della sua futura unificazione con lo spazio, il tempo, la gravità e la cosmologia» (p. VIII); • una metodologia falsificazionista che ritiene scientifico soltanto ciò che produce previsioni che possono essere falsificate; • una coraggiosa concezione temporale anche delle leggi scientifiche, sottratte alle strutture platoniche di là dal tempo e dallo spazio concreti, esperibili, fenomenici.

Leggi naturali temporali • Smollin propone una prospettiva radicale perché -davvero- «nulla trascende il tempo, nemmeno le leggi della natura. Le leggi non sono atemporali. Come qualunque altra cosa, sono caratteristiche del presente e si possono evolvere nel corso del tempo» (p. X) come già sostenne Peirce, secondo il quale per riuscire a spiegare la natura e il suo divenire anche le leggi naturali devono essersi evolute. • Se l’universo infatti è tutto ciò che esiste, non è possibile che la sua spiegazione consista in qualcosa posto al di fuori dell’universo stesso. Le scienze e le loro leggi fanno parte di questo mondo e come questo mondo sono sottoposte a evoluzione, trasformazioni, mutamenti: • «Può sembrare che far evolvere le leggi ne riduca il potere, ma in realtà fa crescere il potere complessivo della scienza. [. . . ] Se ammettiamo ai livelli più profondi della nostra concezione della natura l’evoluzione e il tempo, abbiamo più possibilità di comprendere questo misterioso universo in cui ci troviamo» (p. 257).

Fisica eraclitea vs Eternalismo • Le leggi sono approssimazioni assai utili, le quali emergono dalle strutture materiche e ne condividono genesi e destino. • Il tempo fenomenico è il tempo reale, «il tempo e il suo passaggio sono fondamentali e reali e le speranze e le credenze relative a verità e regni atemporali non sono altro che miti. Accettare il tempo significa essere convinti che la realtà consiste soltanto di ciò che è reale in ciascun momento del tempo» (p. X) e del suo moto inarrestabile, direzionale, continuo. • L’universo-blocco della teoria einsteiniana dell’invarianza • la visione di Julian Barbour di momenti discreti che rimangono tutti eterni • la consolazione che tutto questo apporta rispetto alla mortalità e alla finitudine, sono tutte forme di eternalismo ben note nella tradizione metafisica e che trovano la loro espressione più grande e più potente nell’ontologia parmenidea, alla quale Smolin contrappone una fisica eraclitea e un’ontologia nella quale riluce il frammento anassimandreo posto a epigrafe del libro: • «Tutte le cose hanno origine l’una dall’altra, e periscono l’una nell’altra, secondo la necessità [. . . ] in conformità con l’ordine del tempo» .

Relazionalismo, teoria dei quanti e tempo universale • Il relazionalismo implica la rinuncia al principio della «relatività della simultaneità e accettare che, al contrario, esiste un concetto di tempo globale privilegiato. Un punto importante è che ciò non comporta l’abbandono della relatività, ma soltanto la sua riformulazione» (pp. 168 -169) mediante il superamento della località implicito nella teoria dei quanti. • Infatti se nella relatività ristretta gli eventi sono simultanei solo quando avvengono nello stesso luogo, «in un universo quantistico, in cui ogni particella è potenzialmente a un passo di distanza da ogni altra particella, ogni cosa si troverà essenzialmente ‘nello stesso posto’. In un modello siffatto, non si ha il problema della sincronizzazione degli orologi, quindi esiste un tempo universale» (p. 196).

«Dinamica delle forme» • La relatività è compatibile con un concetto privilegiato di tempo. Questa sua trasformazione e arricchimento è la dinamica delle forme, il cui principio essenziale sta nel fatto • «che tutto ciò che è reale in fisica è collegato alla forma degli oggetti e ogni cambiamento reale è semplicemente un cambiamento di questa forma. Le dimensioni non significano nulla, fondamentalmente, e il fatto che gli oggetti ci sembrino avere dimensioni intrinseche è un’illusione. [. . . ] In breve, nella relatività generale le dimensioni sono universali e il tempo è relativo, mentre nella dinamica delle forme il tempo è universale e le dimensioni sono relative. Ma il punto notevole è che le due teorie sono equivalenti, poiché possiamo [. . . ] barattare la relatività del tempo con la relatività delle dimensioni. Pertanto possiamo descrivere la storia dell’universo in due modi: nel linguaggio della relatività generale oppure nel linguaggio della dinamica delle forme. Il contenuto fisico delle due descrizioni sarà identico e qualsiasi domanda su una quantità osservabile avrà la stessa risposta» (171 -173). • Questo significa che le dimensioni complessive dell’universo «possono essere interpretate come un orologio fisico universale. Il tempo è stato riscoperto» (174).

Riformulazione della termodinamica • Alla trasformazione della relatività e al tentativo di renderla compatibile con la fisica quantistica, si accompagna una riformulazione anche della termodinamica, la quale esclude il concetto di morte termica in uno stato definitivo di equilibrio entropico e di eventi sempre uguali e ritornanti • poiché se «i sistemi termodinamici normali finiscono nell’unico stato di equilibrio uniforme; i sistemi gravitazionalmente legati, antitermodinamici, finiscono in uno dei moltissimi stati estremamente eterogenei» ; • «l’unico tipo di universo che sembri naturale dalla prospettiva atemporale del paradigma newtoniano è un universo morto in equilibrio, ovviamente diverso da quello in cui viviamo. Dalla prospettiva della realtà del tempo, invece, è del tutto naturale che l’universo e le sue leggi fondamentali siano asimmetrici rispetto al tempo, con una forte freccia del tempo che comprende aumenti di entropia per sistemi isolati insieme a una continua crescita di struttura e complessità» (p. 232).

Determinismo • Tutto questo non implica, come sembra tenda a pensare Smolin, il rifiuto del determinismo. • Se il libero arbitrio è un errore e un’illusione, lo è non perché la necessità preceda il divenire degli enti e degli eventi, la necessità accade mentre diviene.

Leibniz • Il fondamento anassimandreo ed eracliteo di tali proposte ha come snodo fondamentale i principi leibniziani di ragion sufficiente e di identità degli indiscernibili. • Infatti, «se il tempo è reale, dovrebbe essere impossibile che esistano due momenti diversi ma identici. Il tempo è completamente reale sono in un universo leibniziano. Un universo leibniziano sarà pieno di complessità che genera un abbondante assortimento di configurazioni e strutture uniche. E sarà in perenne cambiamento, per garantire che ciascun momento possa essere distinto da ogni altro dalle strutture e dalle configurazioni presenti. Proprio come il nostro universo» (p. 223).

Una cosmologia temporale è una cosmologia più scientifica • Il tempo si conferma così il più importante tema e problema della fisica e di tutte le possibili scienze che non vogliano assumere una dimensione e un linguaggio mistico-matematici. • «L’ipotesi della realtà del tempo conduce a una cosmologia più scientifica» (p. 248) perché conduce a una cosmologia la quale non ha più bisogno dei tentativi fisici, religiosi ed etici di consolarci del nulla nel quale ogni ente è destinato a dissolversi come ente in questa forma qui, in questa determinata struttura minerale, vegetale, animale, atomica e cosmica. • La tesi della realtà effettiva, totale, pervasiva del tempo è più scientifica perché il mondo «continua a essere, sempre, un fascio di processi che si evolvono nel tempo e soltanto alcune sue piccole parti possono essere rappresentate da oggetti matematici atemporali» (p. 252), perché il mondo è tempo.

Filosofia è scienza • «Qual è la sostanza del mondo? Pensiamo alla materia come a qualcosa di semplice e inerte, ma che cosa sia in realtà è qualcosa di cui non sappiamo nulla. Sappiamo soltanto come interagisce. Qual è l’essenza dell’esistenza di una roccia? Non lo sappiamo; è un mistero che ogni scoperta sugli atomi, sui nuclei, sui quark eccetera non fa altro che approfondire» (p. 271). • La scienza consiste in questo approfondimento. • La filosofia consiste in tale intuizione razionale e fenomenologica della struttura temporale del cosmo e di ogni sua parte.