martedì 6 agosto 2019

È l'uomo il fine dell'universo?

Il principio antropico al netto delle scemenze 


Il principio antropico è un argomento che scatena dibattiti e derive ascientifiche quasi peggio della Teoria dell'Evoluzione di Darwin. E come per la Teoria dell'Evoluzione, meno lo si conosce, e più si prende posizione sparando cose a caso. Eh sì, perché il Principio Antropico, come l'evoluzione Darwiniana, si presta a sconclusionate interpretazioni in chiave religiosa e antropocentrica, e si sa che, in questa materia, gli "uomini di cultura" a volte riescono a dare il meglio.

Questa vuole quindi essere una guida sintetica e - spero - efficace, al problema del principio antropico dal punto di vista strettamente scientifico, spogliato di tutti gli inutili orpelli che si leggono in giro, tipo le definizioni di Principio Antropico debole, forte, medio, così-così, di Tizio, di Quell'altro, e tanti altri inutili distinguo. Un esempio fra tutti di come il principio antropico porti a incredibili perversioni è il "principio antropico ultimo", proposto da Barrow e Tipler (fonte, fonte), due fisici travolti con l'avanzare dell'età da derive mistico-religiose, che afferma sostanzialmente che deve necessariamente svilupparsi una vita intelligente nell'universo. Come se gli atomi provassero una speciale gratificazione a essere parte del corpo di un filosofo piuttosto che trovarsi dentro un sasso su Plutone. Non solo, Barrow e Tipler affermano anche che, una volta apparsa, la vita non si estinguerà mai, perché altrimenti produrre vita intelligente non avrebbe senso se questa si estinguesse. Quantomeno - viene da dire - nell'affermare questo non hanno tenuto conto del livello e del numero di idiozie che può fare questa vita intelligente sul proprio pianeta.

Quindi lasciamo da parte questa pletora di definizioni, che spesso lasciano il tempo che trovano, e cerchiamo di capire da cosa nasce il problema, aspetto che ci permetterà di dare una definizione operativa del Principio Antropico, e di comprendere il succo del discorso senza fronzoli o inutili derive mistico-filosofiche, che di scientifico non hanno nulla.

Il tutto nasce da una constatazione banale e ovvia: le caratteristiche delle leggi della natura e i valori delle sue costanti fondamentali (velocità della luce, costante di Planck, massa e carica delle particelle, etc) sono tali da permettere la vita come la conosciamo.

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Grazie tante, siamo qui! Se non fosse così, non saremmo qui. Se siamo qui a porci queste domande, per forza di cose le leggi della natura devono essere tali da permettere la vita. In poche parole, espresso in questi termini, il problema esiste solo se c'è qualcuno che può porselo. Se le costanti della natura fossero state tali da impedire la formazione delle stelle o degli elementi, nessuno si sarebbe mai chiesto come mai. Fin qui, insomma, non c'è niente di strano.

Bisogna fare subito una precisazione importante. Sebbene alcuni parlino esplicitamente di "vita" quando si riferiscono al principio antropico, in realtà è sufficiente parlare di formazione di strutture complesse, ovvero gli elementi chimici. Poi non necessariamente questi possono dar origine a esseri viventi. Quindi, quando parlerò di "vita", intendo in realtà: galassie, stelle, pianeti. Alcuni ritengono che, una volta garantita la complessità, la vita sia inevitabile, ma di questo al momento non ne abbiamo alcuna prova. Forse è vero, ma non conoscendo per ora alcuna forma di vita diversa da quella presente sulla terra, neanche sotto forma di microorganismi, al momento non mi sbilancerei troppo.

Comunque, tornando al principio antropico, la cosa si fa più intrigante se si va a vedere di quanto potrebbero variare i valori delle costanti fondamentali, pur continuando a dar luogo a condizioni che permettano ancora la vita, intesa anche solo come formazione di materia complessa. Se si fa questo esercizio si scopre che la nostra esistenza è strettamente dipendente dai valori che assumono le costanti fondamentali della natura, tipo la carica elettrica, la massa dell'elettrone, la costante di struttura fine, la costante alfa delle interazioni forti, etc, ovvero quei parametri il cui valore, da quello che finora ne sappiamo, non deriva da processi fisici noti, ma di cui semplicemente prendiamo atto. Basterebbe che i loro valori fossero diversi anche solo di poco, e non sarebbe più permessa la formazione degli atomi, oppure dei nuclei, e quindi addio molecole, addio forme complesse di materia, e addio stelle, pianeti, montagne, alberi, nuvole, galline, leopardi, e esseri umani. 

In pratica è come se la macchina della natura avesse tante manopole, tanti potenziometri da posizionare lungo precise scale graduate, e per come sono effettivamente posizionate, esse permettono il realizzarsi dell'universo che conosciamo, in cui è possibile la formazione di strutture complesse, e quindi anche la vita. Basterebbe però spostare di poco la manopola della carica dell'elettrone, o quella della costante delle interazioni forti, e  tutto andrebbe a scatafascio, e non esisterebbero le galassie, le stelle, e a maggior ragione gli esseri pensanti. E non esisterebbe nemmeno questo blog! E stando alle nostre conoscenze scientifiche attuali, il posizionamento di queste manopole non scaturisce come conseguenza di altri processi fisici, ma semplicemente è quello che è. E di fronte a questa constatazione, certi sedicenti "uomini di cultura" si scatenano e partono per la tangente, tirando in ballo l'intervento del Padreterno. Alcuni arrivano infatti a postulare un "Principio biofilico", ovvero che l'universo sia fine-tuned, ottimizzato per produrre la vita. Cioè che esista una qualche linea guida, nelle leggi della natura, che obbliga i parametri fondamentali della natura ad avere i valori ottimali per la vita.

A questo punto è necessario uno stop. Sebbene quanto appena detto venga ripetuto un'infinità di volte, questa affermazione si basa ipotizzando variazioni dei singoli parametri attorno ai valori che sappiamo effettivamente avere. Della serie: se cambio di poco il parametro X, allora gli atomi non esisterebbero; se cambio il valore di Y, non esisterebbero i nuclei pesanti, etc. Ma in realtà questo discorso non considera affatto il caso in cui avvengano variazioni simultanee di tutti i parametri! E i parametri su cui poter giocare sono almeno una ventina, ad essere buoni. In altri termini potremmo sovvertire i valori di tutti o molti dei parametri fondamentali, cambiandone drasticamente il valore, e ritrovarci comunque con un universo in cui la complessità è ancora possibile.

Ad esempio esistono lavori teorici che considerano un universo senza le interazioni deboli, e cioè drasticamente differente da quello che conosciamo, in cui la formazione di strutture complesse sarebbe comunque possibile. Un altro lavoro teorico ipotizza che forme primitive di vita avrebbero potuto avere origine già nelle prime fasi di vita di un universo con parametri drasticamente diversi da quelli che conosciamo. Questo errore tipico che molti commettono quando parlano del principio antropico è descritto in modo divulgativo e chiaro in questo articolo del blog Backreaction, curato dalla fisica teorica Sabine Hossenfelder.

Alcuni, estremizzando il principio antropico, ritengono che il nostro universo sia addirittura "ottimizzato" (fine-tuned) per ottenere la vita, ovvero che esistano meccanismi intrinseci nelle leggi della natura per ottenere l'universo migliore possibile per garantire le condizioni per la vita. Se questo fosse vero, sarebbe strano avere condizioni "abbastanza buone" per garantire la formazione di strutture complesse. Tanto varrebbe avere le condizioni ideali. Una visione teista della questione, certamente giungerebbe a questa conclusione (e infatti lo fa). Ma adesso vediamo se questo è vero.

Un ingrediente determinante per massimizzare la formazione si strutture complesse quali le galassie, che sono il punto di partenza per arrivare alla vita come la conosciamo, è quello di garantire che il numero di protoni e neutroni, detti "barioni" in gergo tecnico, ovvero gli ingredienti base per formare nuclei atomici, sia massimizzato dalla natura. Massimizzare il numero di barioni significa dare alla complessità il massimo delle opportunità per formarsi.

In questo articolo si cerca di capire se è possibile falsificare l'ipotesi che il numero di barioni dell'universo sia massimizzato dalle leggi della natura. Siccome sappiamo che l'espansione dell'universo è accelerata dal fatto che la costante cosmologica è diversa da zero e positiva (quello che chiamiamo "energia oscura"), questo già di per sé indicherebbe condizioni non ottimali per il "miglior utilizzo" dei barioni al fine di costruire la vita (sempre intesa come semplice complessità). Infatti un universo che si espande troppo velocemente offre meno possibilità alla materia di aggregarsi. L'autore del lavoro sottolinea che ci sono molte incertezze sulle conclusioni, ma la cosa interessante, che lo stesso autore enfatizza, è che l'affermazione "l'universo è ottimizzato per la vita" è in linea di principio falsificabile. Al momento i dati indicherebbero che - insomma - se si voleva ottimizzare si poteva fare di meglio.

Comunque, indipendentemente da questi risultati incerti, è lecito porsi la domanda: esiste un meccanismo (a noi al momento sconosciuto) che OBBLIGA le costanti fondamentali della natura ad avere il valore che hanno? Indipendentemente dal fatto che sia il migliore possibile per garantire la formazione di strutture complesse, o sia soltanto sufficientemente buono per lo scopo? Un meccanismo che impone alla carica dell'elettrone, alla costante di Planck, alla massa del protone e a quella del neutrone - tanto per fare qualche esempio - ad avere quei determinati valori e non altri? Esiste un processo "dinamico" nelle leggi della natura, da cui scaturiscono i valori delle costanti della natura, o i loro valori sono casuali?

In pratica ci chiediamo se l'universo è così per caso (e se fosse diverso probabilmente non ci sarebbe nessuno a chiederselo), oppure è così perché è insito nelle leggi della natura che le costanti fondamentali debbano avere quei valori e non altri.

A questa domanda al momento non sappiamo rispondere. Non sappiamo, al momento, se esiste un meccanismo fisico da cui scaturiscono i valori della costante di gravitazione universale, della carica dell'elettrone, etc.

Certo, se però esistesse un meccanismo che obbligasse le costanti fondamentali ad assumere i valori che hanno e non altri, valori che permettono la formazione della vita, sarebbe interessante. A quel punto non sarebbero più le costanti della natura ad essere sotto i riflettori, ma le stesse leggi della natura. Ammesso che ci sia una differenza fra le due cose.

Ma c'è chi ha pensato a una scappatoia: il multiverso.  Il multiverso è genericamente la teoria che afferma che l'universo in cui viviamo sia uno dei teoricamente infiniti universi esistenti, ognuno dei quali con caratteristiche diverse. In alcuni di questi universi le caratteristiche saranno tali da permettere le condizioni adatte allo svilupparsi di strutture complesse, e quindi la vita. In questi universi particolari, ci saranno quindi anche esseri pensanti a chiedersi come questo è stato possibile. In tutti gli altri, che presumibilmente sono la stragrande maggioranza, non ci sarà nemmeno nessuno a lambiccarsi il cervello. Alcune teorie, tra cui le superstringhe, prevedono la possibilità del multiverso. Occorre comunque dire che questa ipotesi è tutt'altro che condivisa nella comunità scientifica, in quanto, per lo meno al momento, non falsificabile. In pratica non è possibile, per lo meno per ora, ipotizzare esperimenti capaci di smentire questa ipotesi.

Esiste però una teoria interessante, relativa a un modello che descrive le primissime fasi dell'universo primordiale, che si chiama Modello Inflazionario dell'universo (un po' di referenze: divulgativa,  divulgativa,  semi divulgativa, e l'altra più tecnica). Questo modello, introdotto negli anni 80 per giustificare alcune caratteristiche del modello del Big Bang standard altrimenti inspiegabili, prevede che, nei primissimi istanti di vita, l'universo abbia attraversato una breve fase di grande espansione (inflation, in inglese) che ha enormemente dilatato le sue dimensioni, producendo un numero virtualmente infinito di universi completamente scorrelati fra loro da rapporti di causa-effetto.

E' come se uno immaginasse l'universo primordiale come la superficie di un palloncino. Ogni punto del palloncino ha condizioni diverse, costanti di accoppiamento diverse, condizioni diverse da tutti gli altri punti, come è lecito aspettarsi da un universo appena nato. Insomma una bolgia totale. Ad un certo punto si instaura un meccanismo che improvvisamente dilata in modo esagerato ogni punto della superficie. E quindi, quelli che in origine erano singoli punti, diventano in un attimo porzioni di superficie enormi. Nell'universo primordiale, quindi, ogni singola minuscola porzione di spazio dell'universo appena nato sarebbe stata dilatata da questa fase di inflazione. Il nostro universo, quello in cui viviamo e facciamo misure, è una di quelle porzioni, che però in origine era un semplice microscopico volumetto di universo.

Ognuno di questi volumetti aveva le sue specifiche condizioni, nessuno di essi era ancora entrato in comunicazione con gli altri, dato che nemmeno segnali con la velocità della luce avevano ancora avuto il tempo di interconnetterli. L'inflazione ha esteso quei singoli volumi microscopici dilatandoli, trasformandoli ognuno in un universo separato da tutti gli altri. E adesso quegli infiniti puntini sono infiniti universi, tutti scorrelati e non comunicanti fra loro. Uno di quei puntini è oggi il nostro universo. Degli altri, non possiamo sapere nulla. Il nostro universo, quindi, sarebbe soltanto uno degli infiniti universi presenti, tutti diversi fra loro, ognuno con le proprie condizioni e caratteristiche, nella maggioranza dei casi inadatte allo sviluppo della vita.

Questa idea dell'Universo Inflazionario potrebbe apparire strampalata, una specie di favoletta alla Adamo ed Eva, sebbene il processo sia assolutamente possibile dal punto di vista matematico. Infatti, al momento, non si conosce l'origine dell'eventuale inflazione, ovvero, tecnicamente, la natura della eventuale particella responsabile di questo processo (l'inflatone, come si chiama in gergo). Però, a parte questo, i modelli inflazionari prevedono effetti sulla distribuzione della densità della materia, che nell'universo attuale si manifesterebbero in alcune caratteristiche specifiche della radiazione cosmica di fondo, quel fondo cosmico nella lunghezza d'onda delle microonde, osservabile oggi, e che rappresenta letteralmente la fotografia dell'universo primordiale, come era più di tredici miliardi di anni fa (fonte).

Quindi - e questo è il punto importante - il Modello Inflazionario è in linea di principio falsificabile. Cioè si possono effettuare misure sulla radiazione cosmica di fondo che possono smentire i modelli stessi, se i dati osservati non sono in accordo con le previsioni teoriche. Dico in linea di principio, perché esistono vari modelli per come in pratica si sarebbe svolta questa espansione violenta dell'universo, che danno luogo a caratteristiche diverse nell'universo odierno. Però il grosso dei modelli è consistente nel predire caratteristiche comuni.

La cosa interessante è che le piccole fluttuazioni di densità/temperatura misurate  nella radiazione cosmica di fondo sono consistenti con quanto previsto da questi modelli. Ovvero indicano che nell'universo di quasi 14 miliardi di anni fa sono presenti tenui differenze di densità che hanno le caratteristiche previste dall'inflazione. In questo senso sono in preparazione esperimenti che misureranno con maggiore precisione la caratteristiche della radiazione cosmica di fondo, e che potranno dire qualcosa di più su questo importante aspetto.

Al momento quindi, l'ipotesi del multiverso resta ancora una semplice ipotesi, nonostante queste interessanti corrispondenze tra le previsioni del modello e le caratteristiche della radiazione cosmica di fondo. Ma se l'ipotesi fosse vera, a questo punto sarebbe lecito pensare che in questo tripudio di universi, la maggior parte dei quali probabilmente desolatamente vuoti, ce ne saranno alcuni, forse pochissimi, non lo sappiamo, in cui le condizioni saranno tali da permettere la formazione di atomi, molecole, e magari anche esseri senzienti, che a volte si fanno anche chiamare "uomini di cultura", e che sparano cazzate ad ampio spettro. In questi universi, e solo in questi, esisterà il dibattito sul Principio Antropico. Nel resto degli universi le costanti fondamentali saranno tali da non produrre né atomi né sistemi complessi, né tanto meno qualcuno a chiedersi il perché.

lunedì 15 luglio 2019

Ci mancava solo l'equazione dell'amore!


“Lei disse: “Dimmi qualcosa di bello!”. Lui rispose: “(δ + m) ψ = 0”.
La risposta è l’equazione di Dirac ed è l’equazione più bella della fisica. Grazie ad essa si descrive il fenomeno dell’entanglement quantistico. Il principio afferma che: “Se due sistemi interagiscono tra loro per un certo periodo di tempo e poi vengono separati, non possono più essere descritti come due sistemi distinti, ma in qualche modo, diventano un unico sistema. In altri termini, quello che accade a uno di loro continua ad influenzare l’altro, anche se distanti chilometri o anni luce”.
Secondo il ragionamento di Dirac se due persone entrano in relazione e si instaura tra di loro, nel tempo, un rapporto di amicizia o di amore e poi vengono separate, esse non possono essere definite come due soggetti differenti ma, in qualche modo, ne diventano un sola. Anche dopo la separazione, continueranno nel bene e nel male, a conservare dentro di sé una parte dell’altra. Per sempre.
A prescindere dalle distanze, dalle esperienze e dai vissuti di ogni individuo, nonostante gli allontanamenti o i distacchi, le persone che hanno interagito tra loro si influenzeranno “finché morte non ci separi”. L’equazione di Dirac è quindi la formula scientifica dell’amore eterno platonico?


Questo è quello che si legge in rete su molti siti che parlano dell'equazione di Dirac. In un copia/incolla mondiale, che nemmeno l'equazione di Dirac riesce a spiegare, questa incredibile serie di puttanate proferite senza ritegno è diventata di colpo un passaparola fra i cazzari della rete. 

Ed ecco che c'è gente che si fa tatuare l'equazione addosso, a volte giusta, e molto spesso sbagliata. Che - voglio dire - maporcaputtana, almeno informati sulla formula giusta, no? Come se uno si facesse tatuare l'inizio della Divina Commedia, perché gli piace così tanto, e poi si fa scrivere: "Durante il camin di nostra vita..."



Fino a qualche anno fa l'equazione di Dirac era nota solo ai fisici, e forse nemmeno a tutti. E' l'equazione d'onda che descrive il comportamento degli elettroni (dei fermioni, per la precisione, ovvero le particelle di spin 1/2) tenendo conto della teoria della relatività. Una delle sue più celebri conseguenze è la presenza di soluzioni negative, che portarono alla previsione teorica dell'antielettrone, cioè l'elettrone di antimateria, detto anche positrone, osservato sperimentalmente qualche anno dopo. 

Punto!

L'equazione di Dirac non sfiora neanche lontanamente l'entanglement quantistico, e con esso non c'entra proprio nulla. Semplicemente nulla: è un abbinamento del tutto inventato. Anche perché è l'equazione per una singola particella, e l'entanglement implica per definizione la presenza di più di una particella.

Quindi quella storia che due persone che si amano, o che sono amiche e convivono per un po', e anche se poi si separano saranno sempre una cosa sola, è una scemenza che non c'entra niente con l'equazione di Dirac, ma nemmeno con l'entanglement, di cui magari parlerò prima o poi, dato che dietro questo termine i cazzari di tutto il mondo sono spuntati fuori come funghi, e nel suo nome credono di poter giustificare le peggio idiozie. E questa cosa grida vendetta.

Che poi, spiegatemi perché questo presunto olismo dell'equazione di Dirac (che non esiste, lo sottolineo ancora una volta) dovrebbe essere sempre positivo. Perché dovrebbe essere sempre e soltanto un volemose bene? Dove sta scritto? Considerate le variegate dinamiche delle coppie, perché solo l'amore dovrebbe restare per sempre, indipendentemente dalla distanza, e non il lancio reciproco di piatti e bicchieri, i vaffanculo-stronza/o che li senti pure dall'ultimo piano, e tutto il variegato campionario allegato? In quel caso l'equazione di Dirac non funziona? Niente "siamo e resteremo sempre una cosa sola", in quel caso?

E comunque l'entanglement quantistico funziona per sistemi quantistici (microscopici) preparati in modo molto particolare, e scompare molto facilmente quando questi sistemi interagiscono con il mondo macroscopico. Quindi fatevene una ragione, per voi cazzari l'entanglement non vale. E la cosa dovrebbe rassicurarvi, perché vuol dire che non esiste nessun altro uguale a voi, ovunque nell'universo, a condividere con voi, in perfetta simbiosi, le scemenze che dite.







mercoledì 10 luglio 2019

Pubblicare un articolo che nega l'allunaggio è veramente così innocuo?


Un importante quotidiano nazionale, ha qualche responsabilità in merito? 

 

Alcuni giorni fa Il Fatto Quotidiano ha pubblicato un articolo di un blogger, che nega l'allunaggio. L'articolo è leggibile qui, in una versione che non regala clic.
L'articolo in sé è di pessima qualità, irritante sia per il fatto di non dire nulla, ma soprattutto per ripetere le solite argomentazioni dei negazionisti, ignorando completamente le spiegazioni scientifiche già date in molte occasioni da esperti del campo.


Un esempio fra tutti, la storia delle "micidiali" fasce di Van Allen, che secondo l'autore sarebbero impossibili da attraversare, in quanto - cito testualmente - sono in grado di "friggere qualsiasi apparato radio (non parliamo dei corpi degli astronauti)". L'autore fa finta di ignorare che le fasce di Van Allen sono invece facilmente oltrepassabili semplicemente aggirandole, come è stato fatto con gli Apollo, e come viene fatto con tutte sonde che vengono mandate fuori dall'orbita terrestre. Se infatti i loro apparati radio fossero stati "fritti", come faremmo ad avere le foto dei vari Giove, Saturno, Plutone, comete e asteroidi vari?  Ah, ma forse sono finte pure quelle, che ingenuo che sono!

Comunque la cosa di cui voglio parlare non è la confutazione delle affermazioni del blogger, ma la risposta di  Peter Gomez, direttore de Il Fatto, a chi gli ha contestato di aver pubblicato un simile articolo spazzatura.

La risposta di Gomez è questa:

Intanto Gomez commette un errore colossale: confonde la fede con la scienza. Essere atei, o essere credenti, è un punto di vista personale, che non può essere né confermato né smentito in alcun modo da prove empiriche. Non c'è una verità dimostrabile in nessuna delle due posizioni. E' semplice fede, e basta.

L'allunaggio invece è un fatto, un evento storico, e crederci o non crederci non è un punto di vista personale, come non è un punto di vista personale l'esistenza dell'Aids o dell'Olocausto. Non crederci, tanto per dirne una, implicherebbe credere automaticamente che qualcosa come almeno un milione di persone (ma forse di più), fra astronauti, tecnici, scienziati, operai e operatori di tutti i tipi, siano stati d'accordo per una decina di anni, tanto è durato grosso modo il progetto della Nasa che ha portato l'uomo sulla Luna, a sostenere una balla atomica. Non solo, ma implicherebbe anche credere che tutti costoro abbiano mantenuto poi il segreto fino ad oggi.

Non credere all'allunaggio significherebbe anche non credere alle immagini che oggi ci mostrano i siti degli allunaggi, in cui si vedono i moduli di allunaggio, e perfino le tracce delle jeep sul suolo lunare.

Non credere agli allunaggi significa credere che i russi, che avevano delle sonde che giravano attorno alla luna all'epoca, e che vi si erano perfino posate inviando foto (e quindi non erano state "fritte" dalle fasce di Van Allen, a cui evidentemente i russi erano immuni), non siano stati capaci di scoprire che non c'era nessun americano da quelle parti, e che tutti i ritardi e le direzioni di provenienza delle comunicazioni non venivano dal mare della Tranquillità ma da Hollywood. Che poi, data la situazione politica dell'epoca, ai russi non sarebbe parso vero di poter mostrare al mondo che gli americani avevano messo su una messa in scena colossale. E invece muti, anche loro parte del complotto!

Insomma, non credere agli allunaggi significa, alla luce dei fatti, essere veramente molto stupidi, perché la finzione dell'allunaggio, se si è appena appena competenti dell'argomento, è così improbabile, e soprattutto così enormemente più complessa dell'allunaggio stesso.

E quindi dove sbaglia Gomez? Cosa c'è che non va nella sua risposta?

Gomez sbaglia perché pubblicare articoli del genere è un incentivo alla stupidità. E' un incentivo alla creduloneria. E' un incentivo ad abbandonare il pensiero critico. E' un incentivo ad abbracciare la mentalità complottista, che è il contrario del raziocinio. E' un incentivo a credere a tutto quello che ci piace credere, ignorando i fatti, soprattutto se questi contrastano con le nostre convinzioni. E negare l'AIDS o l'Olocausto, cose che Gomez reputerebbe invece pericolose e censurabili, è figlio della stessa mentalità, dello stesso modo di approciarsi al mondo.

Sì, perché il complottista normalmente è all-inclusive sui complotti. Se crede al complotto dello sbarco sulla luna, è altamente probabile che creda al complotto delle scie chimiche, a Big Pharma che propaganda i vaccini nascondendoci che sono nocivi, al cancro che si potrebbe curare con metodi naturali ma ce lo tengono nascosto, alla chemioterapia che uccide, alla Xylella che si cura con l'omeopatia, all'energia pulita che è tenuta nascosta dai poteri forti, alla teoria dell'evoluzione che è tutta una balla, o al cambiamento climatico, sul quale l'impatto dell'uomo sarebbe inesistente.

I complotti sono figli della mancanza di spirito critico mescolato a incompetenza. I complotti, di qualunque tipo, per prosperare hanno bisogno dell'incapacità di comprendere che si è incompetenti. E questo articolo contribuisce a questa mentalità, i cui risultati poi possono essere ad ampio spettro, manifestadosi, a seconda dei casi, in modo innocuo o con un grosso impatto negativo sulla società.

lunedì 8 luglio 2019

Questo blog, e i congiuntivi

Ogni tanto qualcuno mi scrive per criticare il mio uso disinvolto dei congiuntivi.

Ad esempio, in un post recente, questa frase ha fatto storcere il naso ad alcuni: "...forti di questa intrinseca ambiguità di fondo, concluderebbero che non è vero che a buttarsi da un aereo senza paracadute si muore."

E ancora: "... mi aspetto che (i Novax) da domani intraprendano tranquillamente una vita di bevitori compulsivi di Jack Daniels fra una sniffata di colla e una pippata di coca, forti del fatto che la pericolosità di questo stile di vita non soddisfa i loro criteri di ciò che è scienza."

Mi viene criticato che avrei dovuto usare "si muoia" nel primo caso, e "non soddisfi", nel secondo.

In generale, ogni tanto, ricevo messaggi più o meno infastiditi per il mio uso del presente indicativo al posto del congiuntivo, a volte corredati da esclamazioni del tipo "povera lingua italiana!".

Vorrei tranquillizzare tutti quelli che interpretano il mio modo di scrivere come un calpestare l'italiano da parte di un ignorante, dicendo loro che conosco i congiuntivi, ma che deliberatamente, per mia scelta, decido di scrivere in questo modo.

Il motivo è che credo - anzi sono fortemente convinto - che per parlare di scienza, magari tentando di spiegare anche argomenti complessi, uno stile colloquiale, come se stessi parlando con un amico davanti a una birra, sia molto più efficace. Credo - ma non ho la pretesa che tutti lo condividano - che funzioni meglio. Credo che il modesto (modestissimo!) successo di questo blog si basi anche sul mio modo di scrivere. Credo infine che un blog come questo, dove si usano in modo disinvolto espressioni tipo "eccheccazzo", "mecojoni" o "porcaputtanaporca" possa permettersi ogni tanto di usare l'indicativo presente al posto del congiuntivo senza far indignare nessuno.

mercoledì 3 luglio 2019

La scienza secondo i Novax

Protestare invocando la scienza, senza averla capita


Questa immagine ritrae un partecipante a una recente manifestazione Novax. Immagino che il cartello che egli/ella porta al collo intenda sottolineare i criteri scientifici a cui dovrebbero sottostare i vaccini per essere ritenuti affidabili dal punto di vista scientifico, secondo il popolo arancione.

Questo cartello da solo, in realtà, dice tutto su quanto il mondo Novax abbia le idee confuse su come funzioni la scienza, quella stessa scienza a cui essi vorrebbero appellarsi, e che chiamano in causa per sottolineare la pericolosità o l'inutilità delle vaccinazioni. Vediamo perché.

1. VERIFICABILE (no statistica). Il fatto che qualcosa sia verificabile non ha niente a che vedere con la statistica. Per esempio che buttarsi da un aereo senza paracadute sia mortale, è certamente verificabile, se uno ha voglia di farlo. Tuttavia ci sono casi in cui qualcuno a cui non si è aperto il paracadute si è salvato (fonte). Quindi, dal punto di vista statistico, non è certo che lanciandosi da un aereo senza paracadute si muoia. E quindi si potrebbe dire, seguendo il criterio scientifico dei Novax: "ho voluto verificare se a lanciarsi senza il paracadute si muore, e ho dimostrato che statisticamente non è vero che si muore". I Novax quindi, coerenti con quanto scritto nel cartello, e forti di questa intrinseca ambiguità di fondo, concluderebbero che non è vero che a buttarsi da un aereo senza paracadute si muore.


Questa situazione estrema è per sottolineare quanto quel "no statistica" sia totalmente privo di senso, se si invoca il metodo scientifico. C'è gente che è stata colpita da fulmini e si è salvata, che è stata morsa da un mamba e si è salvata, e che ha mangiato un'innocua oliva o una ciliegia e è morta strozzata! Quindi, secondo il metodo scientifico Novax, vietiamo le olive e le ciliege, e lasciamo tranquillamente giocare i nostri bambini con un mamba nero dentro il box, e al primo temporale di quelli con un sacco di fulmini, portiamoli tranquillamente in terrazza a fare le parallele sui tralicci di ferro.

La certezza, cari Novax, nella scienza non esiste mai al 100%. Ma non è un problema della scienza in quanto incapace di fornire certezze. E' un problema di come funzionano le cose al mondo! Per ogni evento che ha una altissima probabilità di avvenire (morire gettandosi da 3000 metri senza paracadute, ad esempio) esiste comunque sempre una piccola probabilità che il fatto non si verifichi. Soprattutto se c'è in ballo il corpo umano, il cui comportamento e funzionamento non equivale propriamente a un esercizio di cinematica del liceo, in cui la pallina rotola senza attrito e tutto è perfettamente calcolabile.

Ad esempio si sa che il fumo fa venire il cancro. Statisticamente. Ci sono  però fumatori accaniti che muoiono tranquillamente di vecchiaia. E altri, che oltre a fumare magari si drogano e bevono quantità smodate di alcool, finisce che campano fino a ottant'anni. Mi viene in mente Keith Richards, il chitarrista dei Rolling Stones. Basta questo a dire che fumare, bere casse di Bourbon e farsi di cocaina e eroina non rappresenti un fattore di rischio? Evidentemente per i Novax è sufficiente, stando a quel cartello, e mi aspetto che da domani intraprendano tranquillamente una vita di bevitori compulsivi di Jack Daniels fra una sniffata di colla e una pippata di coca, forti del fatto che la pericolosità di questo stile di vita non soddisfa i loro criteri di ciò che è scienza.

Sul termine "verificabile", poi, non si sa bene cosa intendano, e secondo me non lo sanno nemmeno loro. Che il tetano è pericoloso, o che di poliomielite si può morire o rimanerne menomati, secondo loro è verificabile? E che grazie al vaccino questa possibilità è enormemente ridotta è verificabile? Non devo certo essere io a fornire statistiche. E non devo nemmeno essere io a fornire statistiche sul fatto che giocare per terra non serva a farsi gli anticorpi, come alcuni Novax credono e vanno a dire in tv, perché 60 anni fa si giocava moltissimo per terra in mezzo allo sporco, ma la poliomielite mieteva vittime a gogò, incurante dei nostri anticorpi, perché non c'era il vaccino.

2. RIPRODUCIBILE (No casualità). La casualità, quando si parla di esseri umani e non di pietre che cadono, fa parte delle regole del gioco, perché un essere umano è un sistema immensamente complesso, in cui una miriade di fattori entrano in gioco. Cosa dovrebbe essere riproducibile, nella scienza dei Novax? Ad esempio che se stai a contatto con un malato di morbillo e non sei vaccinato ti ammali anche tu, e se invece sei vaccinato non ti ammali? Questo è riproducibile. Sempre statisticamente, ovviamente. Ma ritorniamo al punto precedente. Statisticamente, è immensamente più probabile che un non vaccinato si ammali rispetto a un vaccinato. Nell'asilo nido che frequentava mia figlia 20 anni fa, nel giro di un paio di settimane tutti i non vaccinati si ammalarono di varicella, escluso uno, e nessuno fra i vaccinati si ammalò. Può significare qualcosa, nella logica Novax? Cosa significa la frase di quel cartello, quindi? Secondo me non lo sanno neanche loro.

3. PREVEDIBILE (Prova del 9). Quel prova del 9 fa veramente ridere. Vorrei veramente trovare un articolo scientifico, di qualunque argomento, in cui gli autori abbiano scritto "e per fare la prova del 9..." Il meraviglioso mondo dei Novax, quando giocano a fare gli scienziati! E comunque è prevedibile (e riproducibile, e quindi verificabile) che se mandi un gruppo di bambini vaccinati e un altro gruppo di non vaccinati a giocare con dei malati di varicella, i non vaccinati si ammaleranno in numero significativo, al contrario dei vaccinati. Ed è prevedibile che, nel caso di un'epidemia di morbillo, in media 1 su 1000 morirà, e una frazione molto maggiore avrà complicanze gravi (fonte e fonte), cosa che avverrà quasi esclusivamente fra i non vaccinati. E' una previsione verificabile e riproducibile, questa. Soddisferà i Novax, oppure essi si aspettano che non vi siano incertezze statistiche di alcun tipo? A me sembra che non abbiano consapevolezza del significato delle frasi che scrivono. In realtà non hanno consapevolezza di un sacco di altre cose.

E poi la frase in piccolo, in basso a destra: "I vaccini sono farmaci, in più con effetti collaterali". Ma chi glieli scrive i testi ai Novax? Certo che i vaccini sono farmaci con effetti collaterali! D'altra parte tutti i farmaci hanno effetti collaterali, anche l'aspirina! Anzi, l'aspirina ha effetti collaterali molto maggiori dei vaccini. Mai nessun medico ha negato questo. Il punto, però, è quello di confrontare la frequenza degli effetti collaterali del tetano, o del morbillo, o della poliomielite, con quelli dei relativi vaccini. Ma questi sono concetti troppo difficili per la scienza dei Novax.

giovedì 27 giugno 2019

Una storia di fantasia. Cos'altro potrebbe essere?

Questa è una storia che richiede una certa immaginazione da parte di chi legge, perché è veramente incredibile. E la storia di "OGGETTO", un prodotto messo in vendita, che stando ai produttori dovrebbe avere proprietà benefiche molto speciali. Leggetela, ma sappiate che è una storia di fantasia. Forse.

Immaginate che A, un socio del Cicap (Comitato Italiano per il Controllo delle Affermazioni sulle Pseudoscienze) un giorno entri in un negozio specializzato in articoli sportivi, e trovi un espositore con scritto sopra "OGGETTO: riequilibratore energetico in grado di produrre effetti benefici immediati sulla propria forza, sul proprio equilibrio, aumentando la resistenza all'attività fisica. OGGETTO, oltre a questo, aiuta anche a proteggersi dalle radiazioni nocive dei cellulari." OGGETTO si può acquistare in diverse versioni, da quella basic (circa 50 euro) fino a quella professionale, oltre 100 euro.

lunedì 3 giugno 2019

Provare meraviglia pura con la "Baryon Acoustic Oscillation".


Un fantastico risultato scientifico sull'universo primordiale

La cosa più incredibile della cosmologia moderna è che possiamo osservare nell'universo odierno le tracce lasciate dalle condizioni estreme che erano presenti nell'universo primordiale, oltre 13 miliardi di anni fa. In quell'epoca non esistevano né stelle né galassie, la temperatura era di migliaia di gradi, e la materia era scomposta nei sui componenti fondamentali, principalmente nuclei di idrogeno e elio, elettroni e fotoni. E grazie alle nostre conoscenze di fisica, possiamo fare ipotesi sulle condizioni che dovevano essere presenti all'epoca, e possiamo metterle alla prova con le osservazioni sull'universo attuale. La cosmologia, oggi, è quindi una scienza sperimentale a tutti gli effetti.

Uno dei fenomeni a mio parere più incredibili e affascinanti che possiamo osservare nell'universo attuale, e che ci riporta indietro nel tempo facendoci rivivere l'universo di oltre 13 miliardi di anni fa, è quello che in gergo si chiama Baryon Acoustic Oscillation, l'oscillazione acustica dei barioni, detta BAO per fare prima. Nonostante il nome che invita qualunque non addetto ai lavori a passare oltre, la sua previsione teorica e la sua scoperta, avvenuta nel 2005, mostrano come la cosmologia oggi sia capace di fare cose meravigliose e di emozionarci.

L'universo primordiale, circa 13 miliardi e mezzo di anni fa, era costituito principalmente da 4 ingredienti fondamentali: i barioni, gli elettroni, i fotoni, e la materia oscura. C'erano anche un sacco di neutrini in giro, ma quelli erano ininfluenti, per cui li ignoriamo.

I barioni sono una categoria di particelle elementari, tra cui fanno parte i protoni e i neutroni. Senza stare a cavillare troppo, nel nostro caso chiamiamo "barioni" i nuclei carichi positivamente presenti nell'universo primordiale (principalmente Idrogeno e Elio). Essi sono infatti composti da protoni e neutroni.

Gli elettroni li conosciamo, sono particelle di carica negativa che, quando si legano ai nuclei (ai barioni, per restare nella nostra terminologia) danno luogo agli atomi.

I fotoni: per ogni barione presente nell'universo c'erano tra gli 1 e i 10 miliardi di fotoni. I fotoni quindi spadroneggiavano nell'universo primordiale: un'orda di delinquenti che, sbattendo dappertutto, impediva ai nuclei (i barioni) di unirsi agli elettroni per formare gli atomi. I fotoni, nell'universo primordiale, dettavano legge.


Poi c'era la materia oscura. Non sappiamo cosa sia di preciso, ma abbiamo prove indirette della sua esistenza. Sappiamo anche che la materia oscura non interagisce con la luce (altrimenti la vedremmo coi telescopi) e in generale deve interagire in modo estremamente raro e debole con la materia ordinaria, quella fatta di barioni e elettroni, che compone gli atomi. Se così non fosse l'avremmo già osservata direttamente e sapremmo cosa sia. So che alcuni dicono che la materia oscura potrebbe non esistere affatto, ma vi chiedo solo di arrivare fino in fondo a questa lettura, perché chi sostiene che la materia oscura non esista, ha un po' di problemi a descrivere le caratteristiche dell'universo primordiale (fonte, fonte).

La materia oscura fa quindi vita a se stante: non interagendo praticamente mai con la materia ordinaria. L'unica cosa che sa fare è attirare e attirarsi tramite il campo gravitazionale che essa stessa genera. E quindi, in quelle condizioni così estreme dell'universo di 13 miliardi di anni fa, se ne sbatteva alla grande dei protoni, degli elettroni e dei fotoni che c'erano in giro, e di tutto quello che essi combinavano. Per lei era come se non esistessero. L'unica cosa che era capace di fare, 300mila anni dopo il big bang (qualunque cosa possa significare il termine big bang, vedi a questo proposito qui) era "produrre forza di gravità". La materia oscura quindi si coagulava per conto proprio, beandosi della sua capacità di auto attirarsi gravitazionalmente.

E perché barioni e elettroni non risentivano dell'attrazione gravitazionale prodotta dalla materia oscura? In fin dei conti anche essi hanno massa, e quindi sentono la forza di gravità. In realtà ne risentivano anche loro, ma in mezzo a quel putiferio di fotoni che sbattevano loro contro in continuazione, l'effetto gravitazionale della materia oscura contava poco. In pratica i barioni erano sballottati come sotto il palco di un concerto degli Slipknot, dove la stragrande maggioranza del pubblico poga e si sbatte freneticamente. La forza di gravità tra barioni e materia oscura, quindi, non poteva contrastare se non in minima parte la pressione della radiazione elettromagnetica che permeava l'universo.

Per tornare all'analogia della folla al concerto, immaginate che in mezzo a una folla che poga freneticamente (il gas di barioni, elettroni e fotoni) ci siano alcuni di quei tipi che vendono le bottiglie di acqua minerale, tipicamente a prezzi da gioielleria (la materia oscura). Attorno ad essi si fermerà qualcuno particolarmente assetato,  e quindi si formeranno piccoli assembramenti di persone, ma lo sbatto generale impedirà che questi accrescano liberamente.

Quindi ogni singola porzione dell'universo poteva essere vista come un continuo competere fra forza di gravità, causata principalmente dalla materia oscura, che tendeva a produrre addensamenti locali, e la pressione di radiazione causata dai fotoni, che disperdeva la materia. La forza di gravità tende a coagulare, la pressione dei fotoni tende a dilatare, e quest'ultimo è l'effetto dominante, dato l'altissimo numero di fotoni.

Tutto questo produce delle oscillazioni, ovvero delle increspature nella densità della materia (i barioni e gli elettroni) presente nell'universo di allora, creando delle zone con un po' più di materia separate da zone con meno materia. E' come una molla sottoposta alla forza di gravità: la forza di gravità tira da una parte, i fotoni (la molla) tirano dall'altra. Il risultato è che si formano delle increspature nella densità di materia.

I fotoni presenti nell'universo, però, col tempo perdevano energia a causa dell'espansione dell'universo stesso. Ad un certo punto, circa 400 mila anni dopo il big bang, più di 13 miliardi di anni fa, anno più anno meno, la temperatura dell'universo è scesa a circa 3000 gradi Kelvin, il che implica che l'energia media di quei fotoni è diventata sufficientemente bassa da permettere ai barioni (i nuclei) e agli elettroni di unirsi assieme e formare atomi di idrogeno senza che alcun fotone spezzi quel legame. Prima di allora non c'era speranza: appena un elettrone provava ad avvicinarsi a un nucleo di idrogeno, subito arrivava un fotone spaccaballe a disturbare e distruggere il legame. A questo punto della storia dell'universo, però, i fotoni non hanno più l'energia sufficiente a rompere i legami tra nuclei e elettroni, che da lì in poi formano un legame stabile: nascono gli atomi. Questo momento cruciale della storia dell'universo viene chiamato "disaccoppiamento fra la radiazione elettromagnetica e la materia".

A quel punto i fotoni non sanno più che fare, a parte continuare a muoversi nell'universo, perché non trovano più cariche elettriche libere (i barioni e gli elettroni) con cui interagire. La loro energia media è infatti inferiore a quella necessaria a ionizzare gli atomi di idrogeno e di elio che popolano l'universo.  E quindi la materia, cioè gli atomi, diventano per loro improvvisamente trasparenti, essendo gli atomi oggetti privi di carica elettrica: i fotoni non li vedono.

Da quel momento in poi, quindi, quei fotoni improvvisamente disoccupati non potranno fare altro che vagare nell'universo, trasportando però in sé le caratteristiche dell'ultima loro interazione con la materia, esattamente come un fascio di luce che sbatte su un oggetto trasporta poi ai nostri occhi le caratteristiche dell'oggetto stesso, la forma, il colore etc. Quindi quell'ultima interazione di quei fotoni è letteralmente la fotografia dell'universo come era 400mila anni dopo il big bang.

Quei fotoni sono ancora oggi ovunque in giro nell'universo, e sono osservabili tramite opportuni strumenti. Si chiamano radiazione cosmica di fondo (link), una sorgente di preziosissime informazioni sull'universo primordiale.

E quindi, tornando all'universo un attimo dopo che l'energia dei fotoni è diventata troppo bassa per farli ancora interagire con i neonati atomi, cosa succede a questo punto alle oscillazioni della materia di cui parlavamo prima? A quelle piccole increspature con zone più dense e altre meno dense? Ricordiamo che esse erano causate da due forze che si opponevano: l'attrazione gravitazionale della materia oscura, e la pressione esercitata dai fotoni, dalla radiazione elettromagnetica. Ma quando avviene il disaccoppiamento fra radiazione e materia (che a quel punto era diventata atomi),  i fotoni, abbiamo visto, escono dal gioco, e quindi niente può più influenzare e modificare quelle micro increspature dell'universo di allora. Esse rimangono congelate, non più modificabili, se non per il fatto che aumenteranno di dimensioni a causa dell'espansione dell'universo, e nel frattempo serviranno a coagulare altra materia, attraendola gravitazionalmente. Esse rappresentano quindi i germi per la formazione delle galassie che osserviamo oggi.

In base al nostro modello di universo primordiale, ottenuto applicando le leggi fisiche che conosciamo, la distanza media fra queste increspature, all'epoca, era di circa 450000 anni luce, e questo aspetto si osserva effettivamente nelle caratteristiche della radiazione cosmica di fondo. Ma la cosa stupenda è che possiamo calcolare anche quanto dovrebbero essere grandi adesso questi addensamenti di materia, dopo oltre 13 miliardi di espansione dell'universo, applicando le regole della fisica che conosciamo, e il modello che crediamo valido dell'evoluzione dell'universo. E quindi cosa ci aspettiamo di osservare nell'universo attuale?

Nel frattempo l'universo si è modificato, e gli addensamenti di atomi di allora hanno coagulato altra materia, altri atomi, formando galassie. Quelle increspature primordiali, quindi, si sono trasformate nelle galassie di oggi. Pertanto, se tutto quello che abbiamo detto finora è vero, se la nostra visione dell'universo primordiale e della sua evoluzione è giusta, ci aspettiamo che a certe distanze reciproche particolari, corrispondenti a quanto nel frattempo si sono allontanate quelle increspature iniziali di materia, ci siano più galassie rispetto a ciò che ci si aspetterebbe da una distribuzione assolutamente casuale. Questa distanza dovrebbe essere oggi di circa 500 milioni di anni luce, confrontata coi 450 mila anni luce di oltre 13 miliardi di anni fa, quando aveva avuto origine. Questo fenomeno si chiama "Baryon Acoustic Oscillation" (BAO), perché è il risultato di oscillazioni acustiche, di onde di pressione nel mare di barioni dell'universo primordiale.

E quindi possiamo mettere alla prova tutto questo castello di idee, previsioni, teoria e calcoli, e andare a guardare come sono effettivamente disposte le galassie oggi, nell'universo che osserviamo coi telescopi. Se è vera tutta la storia che abbiamo ipotizzato, dovremmo aspettarci che, statisticamente, la distanza fra le galassie abbia una particolare preferenza per il valore di 500 milioni di anni luce.

Questa misura è stata fatta la prima volta nel 2005, e i risultati sono riassunti nel grafico qua sotto (fonte). Il grafico mostra, in opportune unità di misura, la distribuzione della distanza che separa le galassie. Più precisamente, essa mostra l'eccesso di probabilità che le galassie siano separate da una certa distanza, rispetto a quello che ci si aspetterebbe per una distribuzione uniforme. Si vede chiaramente che per piccole distanze la prbabilità di trovare galassie e alta, come è normale che sia, perché le galassie tendono ad addensarsi in ammassi di galassie. All'aumentare della distanza la probabilità di trovare galassie cala. per poi però presentare un accumulo a circa 100-110 h-1 Mpc (milioni di parsec). Ovvero le galassie separate da quel valore particolare sono un po' più di quello che ci si aspetterebbe da una separazione uniforme e casuale. Siccome h vale circa 0.7, questa distanza corrisponde a circa 150 milioni di parsec. E siccome 1 parsec corrisponde a 3.26 anni luce, viene fuori che quell'accumulo di galassie che si vede nel grafico si ha per una distanza reciproca delle galassie di circa 490 milioni di anni luce. Esattamente come previsto. Poi ditemi se tutta questa storia non è un meraviglia incredibile! Come Shakespeare faceva dire a Amleto, "ci sono più cose in cielo in terra, Orazio, di quante ne sogni la tua filosofia".Non c'è bisogno di credere a cose che non esistono per provare stupore.




Alcune referenze più o meno divulgative: 

http://www.astro.ucla.edu/~wright/BAO-cosmology.html
http://w.astro.berkeley.edu/~mwhite/bao/
http://www.scholarpedia.org/article/Cosmological_constraints_from_baryonic_acoustic_oscillation_measurements







venerdì 3 maggio 2019

Il futuro dell'omeopatia

Un personale suggerimento alle case produttrici di prodotti omeopatici


Per comprendere a fondo questa proposta innovativa e rivoluzionaria, è necessario prima riassumere come si confezionano i prodotti omeopatici. 

Innanzitutto si prende un principio attivo, che tipicamente ha il nome di quelle cose da film di Henry Potter, tipo Anacardia Voluptuosa, oppure Ledum Palustre. L'idea alla base, ammesso che ce ne sia una, è che il simile cura il simile. Hai difficoltà a digerire? Ti prendi un po' di Guanciales Amatricensis, che però deve essere estremamente diluito. Non dormi? Basta un po' di Coffea Cruda diluitissima (questa esiste davvero), e così via.  Vabbè, non stiamo a questionare sul fatto che non esiste uno straccio di prova che il simile cura il simile (il dolore di un calcio nei maroni non è mai passato con un altro calcio nei maroni dato più piano). Non è questo il punto.


Come avviene la diluizione? Il processo è ben noto: prendo una parte di principio attivo, e lo metto in 100 parti di acqua, e scuoto per bene. Poi di quello che ho ottenuto ne prendo un centesimo, e ci aggiungo 100 parti di acqua, e così via, per molte volte. La chimica di base, sconosciuta ai tempi di Hahnemann (l'inventore dell'omeopatia) ci dice che, dopo 12 diluizioni di questo tipo, la probabilità che nell'intero preparato ci sia una sola molecola di principio attivo è sostanzialmente pari a zero. Questo perché una mole di una sostanza (che è una "ragionevole" quantità macroscopica di materia) contiene un numero di molecole pari al Numero di Avogadro, 6.023 x 1023. Quindi, se e a ogni diluizione ottengo una mole di principio attivo e acqua, ogni volta diluito di un fattore 102, già dopo 12 diluizioni avrò mediamente tolto tutte le molecole di principio attivo. E molti prodotti omeopatici arrivano tranquillamente a 30 diluizioni, ma se ne trovano anche con 100 diluizioni (CH30 e CH100).

Ma non importa, perché - dicono gli omeopati - nello scuotimento l'acqua si ricorda del principio attivo. E' così semplice!

Su questo ci torniamo fra un attimo. 

Prima bisogna chiarire una cosa importante: lo scuotimento. Lo scuotimento va innanzitutto fatto su una Bibbia. Ebbene sì, questo dice Hahnemann.  Ci si chiede se alla Boiron avranno messo le Bibbie nella catena di montaggio. E un musulmano che volesse curarsi con l'omeopatia, come fa? Ci sarà una linea speciale che sbatte i preparati sul Corano, oppure per un musulmano l'omeopatia non può funzionare per questioni di principio?

E' comunque curioso e istruttivo il motivo per cui Hahnemann sosteneva che bisogna shakerare i preparati a ogni diluizione. Non è per mescolare bene, come ingenuamente si potrebbe credere. L'arguto medico, che in quanto a acume non era secondo a nessuno, si era accorto che quando andava in carrozza a casa dei malati per portare la medicina, i malati guarivano più facilmente (fonte). E a cosa imputò questa differenza, il nostro fior fiore di scienziato? All'effetto placebo, direte voi? Al fatto che se un medico ti fa la diagnosi di persona, auscultandoti e palpandoti, e poi dandoti lui stesso la medicina (siamo nel 1700), è meglio che per interposta persona? Che ti infonde maggiore fiducia, e che quindi ti predispone psicologicamente alla guarigione? Che una diagnosi dopo una visita accurata è meglio che una diagnosi via whatsapp? 

Macché! Il nostro acuto osservatore conclude che il merito della maggiore efficacia dei farmaci è che quando lui va dai pazienti in carrozza, i farmaci vengono sballottati! E quindi - genio! - sbattendoli ogni volta chissà che portento di medicine diventeranno! E già che ci siamo, sbattiamoli su una Bibbia, che affidarsi al Padreterno non guasta mai. Che spettacolo eh? Chi crede all'omeopatia crede a questo.
 
C'è poi da dire una cosa. Siamo nel 1700, e non si aveva idea dell'esistenza dei virus, né dei batteri, la chimica era alchimia, l'igiene e i disinfettanti te li raccomando, e la fisiologia umana era ancora un territorio sostanzialmente sconosciuto. In questo contesto, spesso la cura chiamiamola "tradizionale" poteva essere peggiore del non fare niente. George Washington, presidente degli Stati Uniti, e quindi uno che certamente era seguito dai migliori medici dell'epoca (era il 1799), ammalato di laringite, morì per disidratazione in seguito ai continui salassi (fonte), che all'epoca si credeva avrebbero portato via il morbo. Se non gli avessero fatto nulla, probabilmente alla fine sarebbe guarito. Quindi non stupisce affatto che i preparati di Hahnemann, che non contenevano nulla al loro interno se non acqua, scossi o non scossi dalle carrozze, a volte fossero più efficaci delle cure fantasiose e spesso pericolose in voga all'epoca.

Ma torniamo al nostro preparato omeopatico.

A questo punto, siccome il numero di Avogadro non è un'opinione, e che dopo una dozzina di diluizioni 1 a 100 è incontrovertibile anche per gli omeopati che il numero di molecole di principio attivo contenute nel preparato diventi zero, questi ultimi, in tempi recenti, si sono inventati la memoria dell'acqua. Quindi sì, il principio attivo dopo tante diluizioni scompare del tutto, ma le molecole d'acqua si ricordano comunque di essere entrate in contatto con esso, e ne assumono le proprietà. E a quel punto il gioco è fatto. Che poi non è neanche vero che le molecole d'acqua sono entrate in contatto col principio attivo, perché in una diluizione a CH30 o maggiore, comunissima nei prodotti omeopatici, le molecole d'acqua del preparato finale il principio attivo non l'hanno mai visto! Ma ovviamente, dicono gli omeopati, le molecole d'acqua, anche se nessuna di esse è mai entrata in contatto col principio attivo, si tramandano il ricordo delle prime molecole, che hanno avuto la fortuna di incontrare la salmastra gauduriosa iniziale. Tutto chiaro, no? E' scienza di frontiera, questa!

Peccato che gli esperimenti realizzati smentiscano categoricamente che l'acqua abbia memoria (fonte).

Che poi uno a questo punto dovrebbe chiedersi come mai una molecola d'acqua si ricordi di una molecola dal nome ridicolo con la quale è entrata in contatto per pochi secondi mentre la sbattevano su una Bibbia, e non abbia invece ricordo di tutte le altre schifezze con cui è entrata in  contatto nella sua storia: virus, batteri, streptococchi, colibatteri fecali, inquinanti di tutti i tipi, rum per mojiti, sciacquature di piatti, olio di palma, etc. La scienza omeopatica, su questo aspetto, tace.

Comunque, a parte questi cavilli, il problema sorge quando vogliamo mettere il preparato omeopatico dentro una pillola, che tipicamente è una pallina di zucchero. Come facciamo, dato che il nostro preparato curativo è una boccia d'acqua? Come si trasferisce il potere curativo dell'acqua omeopatizzata in una pasticca?

Semplice: spruzziamo l'acqua sulla pasticca! 

Però... scusate un attimo! Ma anche ammesso che l'acqua si ricordi del principio attivo (che non è vero, ma supponiamo!), l'acqua nella pasticca evapora! E con essa il ricordo del medicamento! E se dubitate di questo, uno dei più venduti farmaci omeopatici in assoluto, messo in commercio da uno degli zuccherifici con maggior fatturato al mondo, in un rigurgito di onestà, sulla sua etichetta riporta: una pasticca di 1 g contiene: zucchero 1 g (fonte). Più chiaro di così!

E allora come facciamo, se l'acqua che si ricordava del principio attivo se ne è andata in giro per l'atmosfera, e il nostro grammo di pasticca è in realtà solo un grammo di zucchero?

Ma è semplice, su! Emmammamia, quanta pignoleria! In quel breve tempo in cui l'acqua è stata spruzzata sulla pasticca, giusto prima di evaporare e scomparire nell'aere, le sue molecole, veloci come lepri, hanno comunicato alle molecole di zucchero il ricordo del principio attivo con cui non loro, ma altre molecole d'acqua erano entrate in contatto! Ma è così ovvio, no?! E' fisica e chimica di base, questa, su!

Ebbene sì, gli omeopati, i medici omeopati, che per diventare medici hanno studiato e dato esami di chimica, biologia, farmacologia, e anche un bel po' di altra roba, credono a questo. Non solo alla storia della shakerata sulla Bibbia, ma anche che le molecole di zucchero si ricordano di un principio attivo con cui non sono mai entrate in contatto, perché il ricordo è stato loro tramandato da molecole d'acqua le quali, neanche loro, sono mai entrate in contatto con questo principio attivo. Spettacolare, direi. 

A questo punto, però, ecco il suggerimento per le ditte produttrici di prodotti omeopatici. Con grande senso di altruismo, lo dispenso gratis.

Cari zuccherifici, perché fare tutta questa pagliacciata delle pilloline? La spruzzatina dell'acqua, la catena di montaggio, etc etc? Se le molecole i ricordi se li passano così facilmente (solo i ricordi belli, ovviamente), dal principio attivo all'acqua, dall'acqua all'altra acqua, e dall'altra acqua allo zucchero, perché non vendere una boccetta piena d'aria e basta? Quell'aria che è stata a contatto con l'acqua etc etc? Perché lo zucchero dovrebbe ricordarsi dell'acqua, e l'aria no? O il semplice contenitore di vetro?

E quindi il mio suggerimento è "the ultimate homeopathy": boccette vuote, contenenti aria che è stata in contatto con l'acqua che è stata in contatto con l'acqua che è stata in contatto con il vingardum goduriosus aforensis cuprum. Evvai! Molto eco-friendly, tra l'altro! E se poi quell'aria dovesse disperdersi all'apertura della boccetta, tanto meglio! Sarebbe una diluizione aggiuntiva, e il portentoso medicamento andrebbe a permeare tutto l'ambiente, con grandi benefici per grandi e piccini. Ma non è geniale? Basta solo ricordarsi di sventolare l'aria con una Bibbia, per rendere il tutto più efficace. O al limite con un santino.




mercoledì 10 aprile 2019

Tipici errori sul gatto di Schrödinger

Se ne parla spesso, ma spesso sfugge anche l'aspetto cruciale del problema.


Il "gatto di Schrödinger" è un paradosso molto famoso della meccanica quantistica, usato spesso a indicare quanto questa teoria possa essere paradossale e controintuitiva. Non solo, ma la storia del famoso gatto sintetizza per certi versi le caratteristiche stesse della descrizione del mondo quantistico. Citato da tanti, fonte di innumerevoli discussioni nei gruppi scientifici sui social, eletto dai fuffari come passepartout per spacciare come scientifiche le peggio scemenze, in realtà molti di quelli che lo citano non comprendono realmente quale sia la questione, e anzi spesso la fraintendono completamente. Questa vuole essere una guida a cosa dice realmente il paradosso del gatto di Schrödinger, e soprattutto cosa non dice.

Nella meccanica quantistica lo stato di un sistema fisico (ad esempio un elettrone, o un atomo, o un insieme di atomi) è rappresentato da un ente matematico che si chiama funzione d'onda. La funzione d'onda, contrariamente a quanto molti pensano, evolve nel tempo in modo assolutamente deterministico e non probabilistico, secondo quanto previsto dalla cosiddetta equazione di Schrödinger.

I problemi sorgono quando facciamo una misura per conoscere lo stato di quel sistema. Ad esempio immaginiamo una particella che abbia uno spin che può essere "su", oppure "giù". La descrizione quantistica del sistema ci dice che la particella, prima di effettuare la misura, è contemporaneamente sia "su" che "giù", secondo un'opportuna mistura, e questa mistura si evolve nel tempo tramite la funzione d'onda, secondo quanto previsto dall'equazione di Schrödinger. E' soltanto quando facciamo la misura, cioè quando vogliamo sapere il valore dello spin, se è "su" o "giù", che la funzione d'onda "collassa",  ovvero sceglie, in modo del tutto casuale, una delle due condizioni, o "su", oppure "giù", con probabilità che dipendono dai pesi relativi presenti nella funzione d'onda. Quindi lo stato del sistema è contemporaneamente sia "su" che "giù" prima dell misura, e l'atto stesso della misura lo obbliga a scegliere uno dei due risultati possibili. L'indeterminazione è nel fatto che non possiamo sapere a priori che cosa uscirà dalla misura, se "su" o "giù", ma possiamo soltanto calcolare la probabilità delle due uscite.

Notate bene il punto cruciale: non è che il sistema sia "su" e giù" contemporaneamente perché non abbiamo fatto la misura e quindi non sappiamo il risultato. La meccanica quantistica ci dice che il sistema è realmente intrinsecamente indeterminato prima della misura, ovvero è una mistura delle due situazioni, entrambe coesistenti. Questo è un punto cruciale per capire la storia del gatto.

Questo aspetto fondamentale alla base della meccanica quantistica si chiama "principio di sovrapposizione", e è ad esempio all'origine dei fenomeni di interferenza negli esperimenti a doppia fenditura, in cui gli elettroni danno luogo a figure di interferenza. In questi esperimenti, finché non cerchiamo di conoscere la posizione dell'elettrone, l'elettrone passa contemporaneamente in entrambe le fenditure, coerentemente con quanto previsto dal principio di sovrapposizione. E infatti forma la figura di interferenza, che è una caratteristica tipica delle onde, cioè di entità che non sono localizzate spazialmente, ma sono "spalmate" su tutto lo spazio. E' soltanto se cerchiamo di sapere in quale fenditura passa, se cerchiamo di misurare la sua posizione, che l'elettrone sceglie o una o l'altra delle fenditure, e ecco che la figura di interferenza scompare. Tutto questo per sottolineare come il principio di sovrapposizione non sia una semplice congettura, ma trovi riscontro nell'osservazione del comportamento degli oggetti quantistici: se non cerchiamo di conoscere lo stato di un sistema, il sistema si comporta effettivamente, dal punto di vista sperimentale, come se non avesse uno stato definito.

Adesso veniamo alla storia del gatto come formulata nel famoso paradosso.

C'è un gatto chiuso dentro una scatola, e noi non possiamo vedere all'interno. All'interno c'è però anche un nucleo radioattivo, ovvero un oggetto decisamente quantistico, che ha una certa probabilità di decadere nel tempo in cui il gatto è nella scatola. Se il nucleo decade, il suo decadimento attiva un dispositivo che rompe un'ampolla contenente del veleno, che ucciderà il gatto. Se invece il nucleo non decade, nessun dispositivo viene attivato, e il gatto resterà vivo.

Ora, essendo il nucleo atomico un oggetto quantistico, il suo stato, prima di effettuare la misura, è descritto da una funzione d'onda che è una sovrapposizione di "nucleo non decaduto" + "nucleo decaduto".  Non possiamo dire niente di più finché non facciamo la misura per controllare il suo stato. Quindi anche il gatto, la cui esistenza dipende in tutto e per tutto dalle sorti del nucleo, si troverà contemporaneamente in una mistura "gatto vivo" e "gatto morto", ovvero uno stato del tutto indeterminato, finché non facciamo la misura, cioè apriamo la scatola.

Dove sta il paradosso?

Non certo nel carattere probabilistico della meccanica quantistica. Non è nella probabilità di trovare il gatto vivo o morto, problema che esisterebbe anche senza la meccanica quantistica. E' chiaro che aprendo la scatola verrei a sapere se il gatto è vivo o morto, ma in questo caso l'apertura della scatola non cambierebbe la condizione del gatto, che era preesistente, anche se io non la conoscevo. Non c'è nessun paradosso in questo.


Il paradosso è che, secondo la meccanica quantistica, prima della misura, cioè prima dell'apertura della scatola, il nucleo si trova in uno stato che è contemporaneamente decaduto e non decaduto, cioè una sovrapposizione dei due stati. Così come un elettrone passa attraverso la fenditura A e B contemporaneamente (e infatti forma la figura di interferenza!) se non cerco di misurare la sua posizione. E' quindi l'atto dell'apertura della scatola, cioè l'interazione con un sistema macroscopico, che lo obbliga a scegliere una delle due opzioni, decaduto o non decaduto. E quindi - e questo è il paradosso - l'osservatore non si limita a prendere atto delle condizioni del gatto, ma ne causa lo stato! Il paradosso è che l'osservatore, effettuando la misura, è parte attiva nel causare le condizioni finali sia del nucleo che del gatto.

A questo punto è fondamentale aprire una veloce parentesi per chiarire un punto su cui esiste una confusione enorme, e da cui tanti pensatori della domenica prendono spunto per sparare scemenze filosofico-antropologiche a gogò. Per osservatore non si intende un essere senziente, e men che meno un essere umano! Un osservatore può essere un qualunque apparecchio di misura, un sensore automatico, o più semplicemente un'interazione con qualcosa di macroscopico. Nel paradosso del gatto di Schrödinger l'essere umano non c'entra nulla, e men che meno esso vuole sottolineare l'importanza dell'uomo nel determinare ogni singola cosa che accade nell'universo, come invece certi oggi vorrebbero spacciare per assodato, in quanto "lo dice la meccanica quantistica". Queste considerazioni, recentemente di gran moda presso il mondo new age, e anche presso certi medici, vanno bene solo per il bidone dell'indifferenziato.

Tornando alle cose serie: ovviamente un gatto non può essere vivo e morto contemporaneamente prima di effettuare la misura. Invece per gli oggetti quantistici questo è quanto accade, e - sottolineo - non è un'ipotesi ma ce lo dimostrano gli esperimenti. Quindi anche il nostro nucleo, prima della misura, è vivo e morto contemporaneamente, ovvero decaduto e non decaduto. Perciò il punto scientifico rilevante dietro il paradosso del gatto, su cui gli scienziati lavorano e discutono, è che cosa causi la transizione fra stato microscopico sovrapposto (nucleo decaduto e contemporaneamente non decaduto) e stato macroscopico ben definito (gatto vivo oppure morto). Dove sta il limite fra quantistico e non quantistico?  Quali sono le condizioni che fanno collassare la funzione d'onda, per usare un linguaggio tecnico, per cui al gatto non può essere applicato il principio di sovrapposizione, che è invece verificato sperimentalmente per elettroni, nuclei, fotoni, atomi o particelle subatomiche? Come dovrebbe essere fatto il nostro gatto, quali caratteristiche dovrebbe avere, per essere vivo e morto allo stesso tempo, prima di aprire la scatola? E una questione di dimensioni? Di numero di particelle che lo compongono? O cosa? E quindi, in ultima analisi, che cosa segna il confine fra mondo quantistico e mondo "classico"? Perché, sebbene il comportamento dell'intero mondo microscopico sia descrivibile soltanto tramite la meccanica quantistica, e nonostante tutta la materia sia composta di oggetti quantistici (atomi, molecole, etc), il comportamento degli oggetti macroscopici si può descrivere bene ignorando la meccanica quantistica?

Questo passaggio fra il regime quantistico e quello classico si chiama in gergo "decoerenza".  E' come se le proprietà quantistiche del microsistema si diluiscano e si perdano a contatto con un sistema macroscopico, in modo irreversibile. La ricerca su questo aspetto è attiva dagli anni 80, e la sua comprensione, oltre che di grandissima importanza concettuale, è cruciale per il funzionamento dei computer quantistici, nei quali è essenziale impedire la decoerenza.

In tempi recenti sono stati realizzati in laboratorio dei sistemi soprannominati "gattini di Schrödinger" (fonte, fonte, fonte). Essi consistono di insiemi di molti atomi (molti per il mondo subatomico), a metà strada quindi tra il mondo microscopico e macroscopico, che tuttavia continuano a comportarsi come stati perfettamente quantistici. Questo fatto lascia supporre che la transizione fra mondo quantistico e classico non stia semplicemente nelle dimensioni, ma piuttosto nell'interazione col mondo circostante. Non so voi, ma per me queste cose hanno un fascino incredibile. Il tutto, sottolineo ancora una volta, non ha niente in comune con sciocchezzari tipo "il tau della fisica", libro di Fritiof Capra che ha venduto milioni di copie, e che va benissimo giusto se avete un tavolino che non spiana, o con altre discipline pseudoscientifiche che chiamano in causa la meccanica quantistica per giustificare pensieri in libertà.

Tornando al nostro gatto, quello originale, anche se scampato all'esperimento grazie a un provvido collasso della funzione d'onda, esso è ormai sicuramente morto per questioni anagrafiche. Per il futuro, comunque, la comunità scientifica sta adottando contromisure in linea con le nuove tendenze animaliste, e il decadimento del nucleo non rischierà più di ucciderlo, ma al massimo di farlo ammalare di qualcosa comunque facilmente curabile anche con l'omeopatia o con l'emergente medicina quantica (vedi PS qua sotto).

PS:  La meccanica quantistica è ultimamente tirata in ballo (a sproposito) perfino in campo medico (il video di questa conferenza è emblematico). Il tutto, quando non è semplice truffa, nasce dalla convinzione che il principio di sovrapposizione, osservato solo per sistemi strettamente quantistici, sia in realtà valido sempre, per tutto e per chiunque, a dispetto dell'evidenza, che ci mostra chiaramente e inequivocabilmente il contrario. Quindi, a quel punto, inventatasi questa tesi, è un attimo concludere che siamo tutti una cosa sola, un immenso sistema quantico sovrapposto, un mega campo energetico unificato, che siamo tutti entangled, una mente diffusa che risuona (sono tutti termini citati nel video, non sto inventando niente) etc, etc. Il problema della decoerenza di cui abbiamo parlato, che rende il gatto inevitabilmente o vivo o morto, invalida invece a monte tutto il castello di stupidaggini che certi vorrebbero vendere appiccicandoci addosso il termine "quantico". Mentre ho guardato questo video, la foto di Feynman che ho in ufficio ha pianto sangue. Io, molto più concretamente, ho valutato l'acquisto di un lanciafiamme.