L’isola tedesca di Helgoland, che dà il titolo al suo ultimo libro, è il luogo nel quale Werner Heisenberg ha scoperto le basi della fisica quantistica. Cosa c’è di speciale nell’isola?

Helgoland, nel Mare del Nord, è particolare da molti punti di vista. È un’isola piccola (meno di un chilometro quadrato) solitaria, spoglia, estrema, battuta dal vento del Nord. Goethe l’ha descritta come un luogo della Terra che esemplifica il fascino senza fine della Natura – una suggestione che ritorna nel nome stesso dell’isola, che in antico tedesco vuol dire “terra sacra”. Su quest’isola, su Helgoland, Werner Heisenberg ha passato un periodo solitario nell’estate del 1925, immerso nei calcoli per capire come funzionano gli atomi. La  storia dice che era andato su Helgoland perché la scarsità della vegetazione alleviava i sintomi della sua allergia, ma io non riesco a non pensare che non giocasse un ruolo anche la leggenda che Helgoland fosse stata il covo del terribile pirata pirata Störtebeker, che Heisenberg amava da ragazzino. Chi può dire quanto il luogo abbia influito sulla scoperta, o in generale, quanto i luoghi contribuiscano ai momenti di creazione? Forse è più facile avere un’idea estrema su un’isola estrema che non prendendo la metropolitana.  

E però, per il suo libro – che presenta e interpreta la teoria del quanti –  ha scelto come titolo proprio il nome dell’isola. Cosa ha motivato la sua scelta? 

La meccanica quantistica è nata in molti luoghi, da Vienna a Zurigo, da Copenhagen alle montagne svizzere, grazie al lavoro di molte persone diverse. Ma il momento davvero cruciale che ha aperto  la strada alla nuova comprensione del mondo è il passaggio di Werner Heisenberg sull’isola di Helgoland. È qui che è nata l’idea chiave, alla base di tutto il resto – quella delle matrici. Questo fatto è riconosciuto dalla comunità scientifica, tant’è vero che Werner Heisenberg è l’unico che ha ricevuto il premio Nobel semplicemente per la scoperta della meccanica quantistica. Ma a mio parere spesso viene dimenticato, e si pensa piuttosto alla formulazione della meccanica quantistica data da Erwin Schrödinger, in cui le particelle sono trattate come onde. Penso che sia un errore. Per questo ho voluto, tramite il mio libro, riportare l’attenzione sul vero momento della nascita della teoria, a Helgoland, per metterne a fuoco quella che a mio giudizio è l’idea chiave. 

Più in generale, ci sono dei luoghi che più di altri favoriscono le invenzioni o le scoperte?

Di Archimede si dice che abbia compreso i principi del galleggiamento in una vasca da bagno. Newton ha avuto le sue intuizioni fondamentali durante un ritiro in campagna per una grande epidemia. Schrödinger ha scritto la sua celebre equazione (la funzione d’onda) durante una fuga d’amore in montagna con una amante segreta. La mente umana è complicata, non sappiamo cosa ne guida i percorsi.   

Qui sopra parla di grandi uomini che hanno avuto un “momento fatale” di rivelazione, per citare Stefan Zweig. Quanto il progresso della ricerca scientifica è legato a svolte dovute a geni individuali e solitari, e quanto invece è da ricondurre a sviluppi graduali e collettivi? 

La scienza è un’impresa collettiva. Ciascuno porta la sua piccola pietra e la aggiunge in cima al castello già costruito da altri. La scienza è organizzazione collettiva del nostro sapere sul mondo. Ma questo non toglie che ci siano momenti particolari e singoli individui che danno contributi cruciali, e che rappresentano momenti di svolta. Non avrebbero potuto, senza il lavoro di tutti gli altri che li ha preceduti;  ma senza di loro, senza queste svolte repentine, probabilmente non saremmo arrivati dove siamo arrivati. 

La scienza è un’impresa collettiva. Ciascuno porta la sua piccola pietra e la aggiunge in cima al castello già costruito da altri. La scienza è organizzazione collettiva del nostro sapere sul mondo

carlo rovelli

Niels Bohr diceva che “chi non rimane sconvolto la prima volta che entra in contatto con la teoria dei quanti non l’ha capita”. Eppure, per quanto inspiegabile, ha dimostrato un indubbio successo. Perché funziona così bene? 

È la migliore teoria scientifica che abbiamo: è alla base di tantissima tecnologia contemporanea, ci ha chiarito il funzionamento di innumerevoli aspetti della natura. Soprattutto, è l’unica teoria che a oggi non ha mai sbagliato. Allo stesso tempo, peró, è un ribaltamento totale del modo in cui siamo abituati a pensare al mondo fisico. Per questo, si può parlare sicuramente di una vera e propria “rivoluzione quantistica”. 

Potrebbe spiegare meglio in cosa consiste questo ribaltamento del modo di pensare?

Prima della meccanica quantistica, potevamo immaginare il mondo fisico come fatto di oggetti isolati, ciascuno con delle proprietà variabili che ne determinano lo stato. Per esempio un sasso: in un certo preciso momento è in una certa posizione e si muove ad una certa velocità. Dopo la scoperta della meccanica quantistica, sappiamo che questo modo di vedere il mondo fisico non funziona. Le proprietà degli oggetti fisici non descrivono lo stato di un oggetto isolato: descrivono solo il modo in cui influenza gli altri oggetti.  

Nella sua carriera, si è spostato dall’Italia agli Stati Uniti, per poi stabilirsi nel Sud della Francia1. Quanto questa esperienza di superamento dei confini, ha contribuito alla sua visione del mondo?

Di certo vivere in diversi paesi e viaggiare molto ha contribuito alla mia visione del mondo.  Gli esseri umani si somigliano tutti molto. Ma si differenziano anche per una vasta diversità di idee, atteggiamenti, credenze, letture del mondo. Da un paese all’altro e da una regione all’altra all’interno dello stesso paese, le idee sono diverse, come lo sono fra gruppi diversi, classi sociali diverse, aree culturali diverse. Questa varietà è una ricchezza immensa. È il terreno fertile da cui scaturiscono le nuove idee. Impariamo e arricchiamo il nostro pensiero continuamente incrociando diversità. 

Da un paese all’altro e da una regione all’altra all’interno dello stesso paese, le idee sono diverse, come lo sono fra gruppi diversi, classi sociali diverse, aree culturali diverse. Questa varietà è una ricchezza immensa. È il terreno fertile da cui scaturiscono le nuove idee.

carlo rovelli

Anche la Sua carriera da fisico, potremmo dire, è al confine tra due mondi: è nato (professionalmente) in un mondo spiegato con la fisica newtoniana, ma ora sempre di più ci troviamo in un mondo quantistico. Come ha vissuto questo cambio di paradigma? 

Credo che sia il contrario. La mia carriera da fisico non è nata in un mondo spiegato con la fisica newtoniana: io appartengo alla prima generazione che ha studiato la fisica, all’università, quando la straordinaria efficacia della teoria quantistica era ormai completamente acquisita. Il mio insegnante di meccanica quantistica all’università di Bologna è stato Bruno Ferretti, che era il “ragazzino giovane” nel gruppo di ricerca di Enrico Fermi, e che in gioventù ha seguito passo a passo la tormentata nascita della teoria quantistica. Quando io l’ho studiata, non era più una strana novità. Era ormai chiaramente la migliore descrizione del mondo fisico fondamentale che avevamo a disposizione. Era arrivato il momento di prenderla davvero sul serio. 

E però, la teoria quantistica risulta ancora oscura e lontana al di fuori dagli  specialisti. 

Il motivo per cui è difficile chiarire cosa abbiamo scoperto del mondo con la meccanica quantistica è il fatto che, in realtà, non è del tutto chiaro a nessuno. La comunità scientifica è profondamente divisa sul modo di pensare alla teoria. 

Ritorniamo un attimo alla Francia. Quali sono i suoi rapporti con il Paese? Cosa rappresenta, per Lei?

Sono molto grato alla Francia. Mi ha accolto a braccia aperte e mi ha dato i mezzi per fare crescere il meraviglioso gruppo di ricerca con cui ho fatto e facciamo tanta scienza. Dopo un decennio di Stati Uniti, avevo molta voglia di tornare in Europa, e la Francia mi ha permesso di farlo nella maniera migliore. 

Inoltre, sono legato alla Francia anche per un’altra ragione, piú remota nel tempo: è stata la destinazione del mio primo viaggio da solo. A 14 anni ho saputo che in Francia, a Taizé, nei pressi di una strana comunità monastica interconfessionale e anticonformista, si radunavano giovani di ogni tipo, per parlare e incontrarsi. “In ricerca”, come si diceva allora. Ho deciso di andarci, da solo, in autostop, non certo facendo la felicità dei miei poveri genitori. È stato un bellissimo momento: mi ha permesso di assaporare la libertà, le strade del mondo. Di incontrare persone diverse, raccontare e ascoltare. Soprattutto, ha significato la scoperta degli spazi vasti del pensiero di chi è diverso da noi. Si è trattato di un’esperienza splendida. 

Parlando in generale, per un italiano come me, i francesi sono dei cugini un po’ diversi. Nel complesso, gli italiani sono generalmente convinti che l’Italia non valga nulla. Mi sembra che i francesi non pensino la stessa cosa della Francia. Alla fine però, ovviamente, la varietà delle persone, delle culture locali, della complessità culturale, sociale, e ideologica è ben superiore a queste divisioni in paesi, a cui si da peso solo perché gli Stati nazionali si sforzano per motivi politici di costruire e nutrire identità nazionali che risultano deleterie. 

Alla fine però, ovviamente, la varietà delle persone, delle culture locali, della complessità culturale, sociale, e ideologica è ben superiore a queste divisioni in paesi, a cui si da peso solo perché gli Stati nazionali si sforzano per motivi politici di costruire e nutrire identità nazionali che risultano deleterie. 

carlo rovelli

Parlando di nazioni: esistono tradizionalmente delle scuole nazionali di ricerca, in fisica visioni diverse, interpretazioni diverse, come avviene in altre discipline (penso ad esempio all’economia), oppure le differenze non sono su base nazionale, ma su altre basi più trasversali? 

In generale le differenze sono trasversali alle nazioni. Al massimo le scuole nazionali arrivano a dare un colore particolare allo stile della ricerca, ma la scienza è da sempre un’impresa naturalmente fortemente cross-culturale. 

Sempre parlando di confini, la cultura e la ricerca sono sempre più specialistiche. C’è ancora valore, nella ricerca scientifica, nel mettere in dialogo discipline diverse?

Credo che il vento abbia già cambiato direzione. Si parla di inter-disciplinarietà dappertutto. Per chi fa scienza oggi è più facile ottenere finanziamenti per la ricerca collaborando fuori dalla propria disciplina. E io ricevo forse altrettante richieste di collaborazione da artisti che non da scienziati: tanti artisti mi hanno chiesto di fare qualcosa assieme, oppure semplicemente di parlare, o di usare dei miei testi per delle installazioni. Con qualcuno di loro è nata anche una bella amicizia: per esempio con Luca Pozzi, un bravissimo giovane artista italiano. Oggetti che ho costruito per le mie ricerche sono spesso finiti riutilizzati in mostre d’arte.

La richiesta per me più emozionante è stato un invito da parte di David Hockney, uno dei più importanti pittori britannici: sono andato a trovarlo in California dove vive, ed è stato molto bello parlare con lui della realtà. Gli artisti sanno bene, come forse gli scienziati, che la realtà è piú complicata di quella che si vede. 

Una delle chiavi principali della sua lettura “relazionale” della fisica quantistica è che il mondo è fatto di relazioni e interazioni: nulla esiste se non in relazione all’altro. Una visione con delle conseguenze profondamente “politiche”. La fisica teorica può indicare delle vie alla politica?

Penso che nessuna disciplina o nessuna parte della nostra complessa cultura propriamente “indichi la via” alle altre. Ma tutte si influenzano fortemente e costantemente a vicenda. La lettura relazionale del mondo non nasce dalla fisica teorica. Basta pensare all’antropologia, alla linguistica, o proprio ai grandi pensatori politici, per esempio Alexander Bogdanov. Anzi:  la fisica è rimasta a lungo ancorata a un’idea non-relazionale del mondo, vedendolo come fatto di sostanza con proprietà definite. 

Quello che a mio parere è straordinario della meccanica quantistica è il fatto che mette in discussione questa lettura del mondo e suggerisce che pensare anche il mondo fisico più elementare in termini di relazioni è più efficace. Questo rafforza di rimbalzo ogni pensiero relazionale, anche a livello politico. La nostra realtà sociale non è fatta di individui, classi, Stati e nazioni. È fatta del tessuto delle relazioni fra queste entità. Io penso che molta parte della politica, in particolare della politica internazionale, oggi sia malaccorta: cerchiamo avversari su cui prevalere o da cui difenderci, invece di collaborare per il comune vantaggio. 

Quello che a mio parere è straordinario della meccanica quantistica è il fatto che mette in discussione questa lettura del mondo e suggerisce che pensare anche il mondo fisico più elementare in termini di relazioni è più efficace.

carlo rovelli

La fisica quantistica apre a un mondo spettacolare e cangiante, ma anche terrificante, in cui le certezze acquisite sembrano crollare. Come trovare il giusto equilibrio tra meraviglia e cinismo? 

Perché terrificante? Io trovo più terrificante la rigidità della visione classica del mondo.  Trovo più terrificante essere imprigionati dentro certezze che in fondo in fondo sappiamo sono illusorie. Non vi è nulla di terrificante nella mancanza di certezze. Anzi, vi è la leggerezza della vita, della libertà, e del piacere di poter mollare gli ormeggi per andare a imparare cose nuove.

Note
  1. Dal 2000 Rovelli dirige il quantum gravity group del Centro di Fisica Teorica dell’università Aix-Marseille