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FISICA, EPISTEMOLOGIA E FILOSOFIA NEL PENSIERO DI WERNER
HEISENBERG
Premessa
I primi due decenni del Novecento sono caratterizzati da grandi cambiamenti
verificatesi all'interno della scienza. Si tratta di vere e proprie rivoluzioni o, come ha detto
Thomas Kuhn, di mutamenti di "paradigma".
I presupposti su cui la fisica classica ha fondato per anni la sua apparente solida
impalcatura, dalla continuità al rapporto di causa-effetto, la reversibilità dei fenomeni, la
precisione della misurazione e quindi il postulato dell'osservabilità, ve ngono interamente
smentiti da innovative scoperte.
Colui il quale ha contribuito maggiormente a mettere in crisi l'ormai anacronistica
certezza della scienza classica è Werner Heisenberg che, con la teorizzazione del principio
di indeterminazione, ha inferto il colpo finale a ciò che si credeva essere lo stabile edificio
della fisica galileiano- newtoniana.
Alla luce dei cambiamenti appena elencati, legati alle rivoluzioni scientifiche del
Novecento, mi propongo di indagare il pensiero di Heisenberg cercando di mettere in rilievo
il ruolo che questo fisico ha avuto nell'ambito del contesto scientifico e di sottolineare
inoltre come quanto egli ha scritto nei suoi testi, rappresenta in fondo un importante punto
di passaggio, o anello di congiunzione, dal riduzionismo della scienza classica ad una
visione complessa della realtà.
Ho intenzione di articolare la ricerca seguendo tre punti essenziali del pensiero di
Heisenberg: la fisica, l'epistemologia e la filosofia.
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Mi propongo, conseguentemente, di concentrarmi dapprima sulla parte riguardante la
fisica; quindi sulla fine della causalità rigorosa, intesa in senso deterministico, e ritenuta
aspetto essenziale all'interno del meccanicismo della fisica classica; successivamente sul
conseguenziale passaggio che, alla luce del principio di indeterminazione, si deve attuare
dalla certezza caratterizzante la scienza galileiano-newtoniana alla probabilità, aspetto
peculiare della meccanica quantistica.
Si tratta cioè di mettere in rilievo le conseguenze epistemologiche del principio di
indeterminazione e di una immagine del mondo non più unitaria ma inevitabilmente scissa
nella dualità onda-corpuscolo.
Mi prefiggo infine di concentrare la mia attenzione sull'ultima parte della ricerca
interamente incentrata sull'aspetto filosofico del pensiero di Heisenberg e quindi
sull'ordinamento della realtà che il fisico sente di rielaborare nel tentativo di adeguarlo alla
nuova situazione venutasi a creare all'interno della scienza.
La realtà infatti, lungi dall'essere univoca, stabile e priva di mutamento presenta una
complessità, strutturata in vari livelli interconnessi tra loro, che Heisenberg mette molto
bene in rilievo nel saggio filosofico intitolato appunto l' "Ordinamento della realtà",
contrapponendo la sua nuova visione del mondo al pensiero semplificante della vecchia
scienza.
Anche il linguaggio, conseguentemente, deve essere adeguato alla complessità del
reale.
Quello che Heisenberg definisce "il paradosso della teoria dei quanti" consiste
nell'utilizzazione dello stesso linguaggio di cui i fisici si sono serviti per esprimere i
presupposti della scienza classica.
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Se è vero che la realtà è complessa e dalle molteplici sfaccettature, allora anche il
linguaggio deve esserlo. Per questo Heisenberg insiste molto, in tutti i suoi testi ma
soprattutto all'interno dell' "Ordinamento della realtà", sulla distinzione fra quello che lui
definisce linguaggio "statico", tipico della scienza classica, e linguaggio "dinamico", idoneo
a rappresentere la nuova situazione; ed è per la stessa ragione che entra in costante polemica
con i circolisti di Vienna, meglio conosciuti come neopositivisti logici, il cui presupposto di
fondo consiste nel tentativo di elaborare un linguaggio univoco ed esente da ambiguità,
rigoroso cioè come una legge matematica.
Seguendo dunque le tappe appena elencate mi propongo di sviluppare e approfondire
la ricerca.
SCIENZA
1. Risvolti scientifici ed epistemologici della meccanica matriciale
Per quanto riguarda la prima parte, quella inerente alla scienza, la mia attenzione è
stata interamente rivolta a quei due avvenimenti che hanno fatto di Heisenberg uno dei
maggiori protagonisti della rivoluzione quantistica: il primo risale al 1925 e riguarda
l'elaborazione di un certo calcolo che si scoprirà essere quello, precedentemente usato
nell'ambito della matematica, delle matrici; il secondo avvenimento, risalente al 1927,
riguarda la teorizzazione del cosiddetto principio di indeterminazione che, come ho
accennato in precedenza, avendo scardinato in modo definitivo tutti i presupposti
fondamentali a cui per anni la fisica classica ha fatto riferimento, costituisce l'ultimo
tassello del mosaico della meccanica quantistica.
Ciò su cui ho maggiormente insistito riguarda la duplice valenza, sia scientifica che
epistemologica, dei due avvenimenti, valenza tanto più significativa se si considera il fatto
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che è all'interno dello stesso pensiero di Heisenberg che è possibile scorgere tanto la figura
del fisico quanto quella del filosofo.
Per quanto riguarda il primo degli avvenimenti che ho analizzato, quello della
meccanica matriciale, ho ritenuto opportuno, ai fini di una maggiore comprensione di
questo, soffermarmi brevemente sugli anni che lo hanno preceduto e, in un certo senso,
determinato: mi riferisco essenzialmente al problema della osservabilità, da cui, infatti, le
riflessioni di Heisenberg prendono le mosse.
Tale questione viene a porsi con una certa urgenza agli occhi del fisico nel momento
in cui egli, ripensando alle affermazioni che nel 1913 Niels Bohr aveva fatto a proposito
della struttura dell'atomo, vi scopre come una lacuna, o meglio, una parte mancante.
Alla luce di ciò, ho ritenuto indispensabile ripercorrere sinteticamente i punti nodali
del modello della struttura atomica che è andato via via perfezionandosi con gli anni
attraverso diverse teorie che da Thomson a Rutherford hanno portato alla elaborazione del
modello di Bohr.
Uno dei primi modelli risale appunto a John Thomson che, come dice Gamow, "allo
stesso modo come i semi neri sono distribuiti nella polpa rossa di una anguria"
1
, immaginò
l'atomo come costituito da una superficie sferica carica positivamente nella quale si trovano
gli elettroni che, essendo di carica negativa, rendono l'atomo neutro.
Questa staticità che caratterizza il modello della struttura atomica di Thomson fu
presto superata da Ernest Rutherford che, nel 1911, rappresentò, mettendo in movimento
l'immagine atomica precedente, il suo modello in maniera simile ad un vero e proprio
sistema planetario dove il centro, o meglio, il nucleo dell'atomo veniva considerato come
1
G. GAMOW, Biografia della fisica, trad. di M. Fazio, Mondatori, Milano 1998, p. 210.
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contenente tutta la carica positiva e la massa attorno alla quale gli elettroni avrebbero
dovuto ruotare velocemente.
Tenendo presente che tale modello contraddiceva la "stabilità" dell'atomo,
presupposto scientifico ormai provato sperimentalmente e legato alla constatazione del fatto
che, in base alle leggi dell'elettrodinamica di Maxwell, il ruotare da parte degli elettroni
intorno al nucleo implicherebbe una continua emissione di energia e, conseguentemente il
loro "collasso" nel nucleo, tenendo presente ciò, dicevo, Bohr farà delle riflessioni che lo
porteranno, dal 1915, alla elaborazione del cosiddetto principio di corrispondenza.
L'ambiguità della situazione appena descritta trovava infatti, secondo Bohr, una
soluzione ipotizzando una stretta corrispondenza fra le leggi della fisica classica e quelle
della meccanica quantistica all'interno della struttura atomica.
Le leggi della fisica classica sono, in questo caso, considerate come caso limite della
nuova teoria che, lungi dal poter essere definita irrazionale o metafisica acquista, a questo
punto, i caratteri della scientificità.
Egli affermò, riferendosi a Bohr, che gli elettroni possono percorrere intorno al
nucleo soltanto alcune orbite, determinate da relazioni quantiche, e le definì stati stazionari.
Distinse, tra questi, uno stato normale, il più basso, nel quale l'elettrone si trova quando non
subisce perturbazioni esterne e nel quale torna sempre dopo la cessazione di eventuali
interferenze; e degli stati eccitati nei quali l'elettrone salta, in seguito all'azione di altre
forze, senza però obbedire più alle leggi classiche. Queste ultime quindi valgono per gli
elettroni in moto nelle varie orbite consentite, ma non hanno più efficacia quando avviene il
salto da un orbita all'altra. Le orbite consentite dalle relazioni quantiche erano definite stati
stazionari per indicare che quando si trova in essi l'elettrone non emette alcun irragiamento,
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quindi non perde energia e per questa ragione non collassa nel nucleo; l'emissione o
irragiamento avviene quindi solo durante il salto da un orbita all'altra.
La lacuna, insita in questo principio, che Heisenberg si prefisse di colmare consisteva
nel tentativo di verificare, attraverso l'osservazione dell'esperimento, ciò che accade
durante il salto dell'elettrone.
L'osservazione era, cioè, limitata al fatto che l'elettrone, una volta eccitato, compiva
un salto, ma lo sperimentatore non era in grado di definire né la posizione dell'elettrone
prima di compiere il salto né il punto di arrivo di quest'ultimo dopo aver compiuto il salto;
poteva, più semplicemente, osservare esclusivamente gli "effetti".
Alla luce di ciò Heisenberg, ai fini del rispetto dei parametri tradizionali del principio
di osservabilità, principio a cui egli non intende rinunciare, si rende conto del fatto che è
necessario cambiare il calcolo numerico a cui finora si è fatto riferimento.
Anzicchè quantificare con un numero ben definito la posizione iniziale e quella finale
dell'elettrone, Heisenberg sceglie quella che lui stesso ha definito una "famiglia di numeri"
paragonabile, sotto certi aspetti, al noto concetto di insieme.
Ciò che ho cercato di evidenziare maggiormente, nell'ambito della mia ricerca, è che
questa operazione, apparentemente semplice, ha una forte valenza tanto in ambito
scientifico quanto in quello epistemologico e filosofico.
Dal punto di vista scientifico, la scelta di fare riferimento non più al singolo numero
ma ad un gruppo di numeri ha una importante implicazione principalmente per due motivi.
Innanzi tutto la precisione e la certezza che la matematica tradizionale garantiva lasciano il
posto ad un calcolo di tipo essenzialmente probabilistico: è cioè possibile calcolare solo
statisticamente la posizione iniziale e finale dell'elettrone la cui individuazione è, in un
certo senso, legata all'interno del margine del gruppo numerico ed inoltre, cosa ancora più
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importante, tale calcolo matriciale ha una caratteristica ben precisa che lo connota
consistente nel fatto che il prodotto fra le due quantità non è commutativo.
Mentre precedentemente dire che A x B era lo stesso che dire B x A con questo tipo
di meccanica simili affermazioni non possono più essere ritenute valide.
La constatazione di ciò mette in crisi, con ripercussioni anche in ambito
epistemologico, tre presupposti scientifici ritenuti fondamentali dalla fisica classica: il
concetto di identità, la reversibilità dei fenomeni e la causalità intesa in termini di rigoroso
determinismo.
La consapevolezza da parte del fisico di poter identificare con certezza l'elettrone
trova, nella statistica della meccanica matriciale, un limite insuperabile, come anche
ineliminabile risulta essere l'osservazione del fatto che i fenomeni fisici, lungi dall'essere
reversibili e senza direzione, come per molto tempo si è creduto, caratteristica questa che
consentiva allo scienziato classico di poter tornare esattamente indietro una volta ottenuto il
risultato di un esperimento, attraverso i medesimi procedimenti meccanici che lo avevano
portato a quel risultato; i fenomeni fisici, dicevo, sono, piuttosto, irreversibili, o meglio,
unidirezionali e non lasciano spazio ad alcuna possibilità di poter tornare indietro o di
invertire i fattori.
Alla luce di ciò si comprende anche che il vacillare della causalità, un tempo
rigorosa, non è altro che una stretta conseguenza di quanto è stato appena detto: se la
probabilità viene a sostituire la certezza caratteristica della fisica classica e se i fenomeni
sono irreversibili, allora non è più neanche possibile fare riferimento al principio secondo
cui ad ogni effetto deve necessariamente essere collegata una causa e dunque che
dall'effetto si possa risalire alla causa e viceversa.
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Per questo motivo ho ritenuto opportuno soffermarmi con una certa attenzione su tale
meccanica che, alla luce di quanto è stato appena detto, può essere senz'altro
metaforicamente considerata come un po' l'anticamera della crisi della causalità che verrà
definitivamente messa in discussione dal principio di indeterminazione.
2. Il principio di indeterminazione
Prima di approfondire quest'ultimo argomento ho concentrato brevemente la mia
attenzione su quanto è accaduto tra l'elaborazione della meccanica delle matrici e la
teorizzazione del principio di indeterminazione, precisamente nel 1926, anche perché
ritengo che quanto è accaduto durante quest'anno aiuti a comprendere più chiaramente il
processo che ha condotto Heisenberg alla svolta del 1927.
Uno degli eventi più significativi di questo periodo riguarda l'elaborazione, attuata ad
opera di Erwin Schroedinger, di un'altra meccanica che si affianca a quella matriciale: la
meccanica ondulatoria.
Ripensando a quanto aveva precedentemente affermato De Broglie nel 1923, secondo
il quale era possibile attribuire non solo alla luce, come aveva fatto Einstein nel 1905, ma
anche alla materia, tanto un'immagine ondulatoria quanto un'immagine corpuscolare,
Schroedinger, concentrandosi sull'elettrone o corpuscolo, decide di considerare
quest'ultimo come composto da una serie di onde ("pacchetto d'onda") attribuendogli una
equazione ("funzione d'onda") che regola il suo movimento all'interno di quello che è stato
definito uno "spazio configurazionale", intendendo con questo termine uno spazio
circoscritto e delimitato all'interno del quale ogni punto materiale viene inglobato in un
sistema di onde.
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In questo modo Schroedinger salvava determinati presupposti classici, quali la
reversibilità dei fenomeni, l'identità della particella ed il concetto di causa-effetto, che,
come abbiamo visto, erano stati messi in crisi dalla meccanica matriciale.
E' questo il motivo per cui la maggior parte dei fisici accolsero con grande
entusiasmo questo tipo di meccanica che, a differenza di quella matriciale che mirava ad
appoggiare, con tutte le conseguenze che questo comporta, la teoria corpuscolare, faceva
riferimento ad una immagine della realtà ondulatoria e quindi continuista.
Nonostante ciò Schroedinger riesce paradossalmente a dimostrare che le due
meccaniche, quella matriciale e quella ondulatoria, aventi entrambe, come Born ha messo
nel frattempo in rilievo, un carattere probabilistico, risultano essere dal punto di vista
matematico equivalenti, suscitando, attraverso questa affermazione, accese discussioni tra
gli scienziati, primo tra tutti Heisenberg.
L'incontro organizzato da Bohr nell'autunno del 1926 a Copenaghen, al fine di
chiarire una volta per tutte i termini della questione, rappresenta, nell'ambito
dell'evoluzione del pensiero di Heisenberg, una tappa fondamentale.
Da questo incontro-scontro emersero, infatti, due dati particolarmente interessanti: le
due meccaniche erano entrambe matematicamente valide ma non intuibili, non avevano,
cioè, un esatto riferimento alla realtà, e per questo erano astratte.
Ritengo, come ho già detto, il contenuto di queste discussioni molto importante
perché è proprio a partire da simili constatazioni che Heisenberg torna nuovamente a
riflettere sulla sua meccanica e, soprattutto, su ciò che lo aveva spinto a concentrarsi su
questa, cioè l'osservabilità dei fenomeni, con l'esplicito intento di dare un contenuto
intuitivo alla sua teoria, tentativo che lo condurrà alla rivoluzionaria teorizzazione del
principio di indeterminazione.
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Il problema della intuitività diviene infatti, attraverso le riflessioni di Heisenberg,
problema dell'osservabilità e dei limiti di questa che vengono stabiliti attraverso il suo
principio.
EPISTEMOLOGIA
1. Le riflessioni epistemologiche di Heisenberg
Volendo riflettere sulle conseguenze scientifiche, filosofiche ma soprattutto
epistemologiche del principio di indeterminazione, sono tre i presupposti, fondamentali
durante il periodo della scienza classica, che vengono a saltare.
Mi riferisco essenzialmente al principio di identità, al concetto di causa-effetto e
all'inevitabile interazione tra soggetto che osserva ed oggetto osservato ed è per questo
motivo che ho incentrato la seconda parte della mia ricerca, quella riguardante l'aspetto
epistemologico, proprio sulla discussione di queste tematiche.
Il principio di identità, strettamente connesso alla eliminazione del concetto di
traiettoria, immediata conseguenza dell'utilizzazione della meccanica matriciale con la
quale, ricordiamo, Heisenberg calcolava non più il verificarsi del singolo evento ma la
media statistica di più eventi, trova, nella teorizzazione del principio di indeterminazione, la
messa in crisi definitiva.
La constatazione che il limite dell'esperimento oggettivo non è semplicemente
tecnico e quindi facilmente superabile con il progressivo affinamento degli strumenti di
misurazione, ma di principio, implica infatti, come conseguenza epistemologica finale,
l'impossibilità da parte dello scienziato di stabilire l'entità e dunque l'identità dell'oggetto
analizzato che, alla luce di ciò, non può essere identificato con certezza né essere
esattamente definito in termini di particella o di onda.
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La non ripetitività dell'esperimento e quindi di fatto l'irreversibilità dei fenomeni, il
conseguente passaggio dalla certezza alla probabilità e l'enunciazione stessa del principio di
indeterminazione, inducono Heisenberg a ripensare il concetto di causa-effetto in termini
diversi rispetto al senso riduttivamente deterministico tipico del meccanicismo galileiano-
newtoniano.
La scienza classica infatti, secondo Heisenberg, nasce e si fonda su un atto di
riduzione: delle quattro cause aristotelica, quella formalis, materialis, finalis ed efficiens
viene presa come punto di riferimento solo quest'ultima che andrà ad identificarsi via via
con un rigoroso determinismo.
Le implicazioni del principio di indeterminazione, il cui centro nevralgico è proprio
la messa in crisi della causalità rigorosa e, soprattutto, la consapevolezza da parte di
Heisenberg di non poter più fare riferimento al concetto di causa in senso classico,
atteggiamento che peraltro lo distingue da fisici più "conservatori" come Max Planck o
Albert Einstein che non hanno mai accettato fino in fondo la smentita di certi presupposti
dimostrando in questo modo di avere, rispetto ai protagonisti della Scuola di Copenaghen
come Heisenberg o Niels Bohr, una minore inclinazione ad accogliere le rivoluzionarie
novità della meccanica quantistica, hanno fatto sentire forte l'esigenza ad Heisenberg non
solo di ridefinire la causalità, come ho appena detto ma, soprattutto, di fare ciò attraverso un
fecondo "dialogo", che egli stesso instaura , fra scienza e filosofia.
Alla luce di ciò ritengo opportuno sottolineare che, nonostante la suddivisione con
cui, per fini pratici, ho deciso di impostare la ricerca dividendola appunto in una parte
scientifica, una epistemologica ed infine una filosofica, in realtà questi tre aspetti si
intersecano l'un con l'altro soprattutto nel momento in cui le conseguenze scientifiche
tanto della meccanica matriciale quanto del principio di indeterminazione non implicano
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solo l'aspetto epistemologico del pensiero di Heisenberg ma necessariamente anche quello
filosofico che, nonostante si esplichi in tutta la sua ampiezza all'interno del saggio intitolato
l'Ordinamento della realtà, di cui parlerò nell'ultima parte della ricerca, si manifesta
chiaramente anche nell'ambito delle discussioni epistemologiche da egli affrontate.
Heisenberg, infatti, prende come punto di riferimento, ora per avallare le sue
opinioni ora per entrare in aperta polemica con determinati pensatori o correnti filosofiche,
proprio la filosofia e la sua storia, facendo di questa una delle tematiche centrali del suo
pensiero.
Mi sento dunque autorizzata ad affermare che Heisenberg non è semplicemente uno
scienziato che riflette anche su problematiche epistemologiche e scientifiche ma, e questo lo
si evince anche dalla lettura dei suoi testi dove non viene data una priorità all'uno o l'altro
aspetto, uno scienziato epistemologo e filosofo contemporaneamente.
Per quanto riguarda il problema della causalità Heisenberg non poteva non dialogare
con Kant, filosofo della fisica newtoniana, con cui entra, infatti, in aperta polemica
evidenziando l'aspetto riduttivo con cui egli considera il concetto di causa-effetto ma,
soprattutto la pretesa assolutezza delle sue affermazioni.
Consapevole del fatto che senza causalità sarebbe praticamente impossibile "fare"
scienza Heisenberg, però, non invita a riflettere sulla eliminazione della causalità ma solo
sul suo limitato ambito di applicabilità che si evince dal fatto che a livello macroscopico
essa continua a sussistere in senso classico.
Se, cioè, dal punto di vista teoretico è necessario porsi nei confronti del concetto di
causa-effetto in modo assolutamente diverso rispetto a quanto è stato fatto finora, dal punto
di vista pratico continua ad essere utile, anzi indispensabile, continuare a mantenere tale
presupposto.
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Riguardo al mondo microscopico, invece, la situazione è diversa in quanto, dati i
limiti dell'utilizzazione della causalità, sarebbe forse più opportuno fare riferimento non
tanto alla singola causa da cui poi dovrebbe derivare l'effetto, come sostenevano Kant e gli
scienziati classici, ma ad una concatenazione di cause.
Il perfetto equilibrio tra fisica e filosofia, cui ho brevemente accennato prima,
continua dunque a manifestarsi attraverso il dialogo che Heisenberg instaura, stavolta non in
tono polemico, con un altro filosofo del passato che egli, a supporto della sua teoria,
tendente ad evidenziare la necessità del passaggio dalla certezza alla probabilità, prende
come punto di riferimento.
In particolare, l'attenzione di Heisenberg si concentra soprattutto sul concetto
aristotelico di potenzialità o dynamis laddove afferma che "tutte le particelle elementari
sono fatte della stessa sostanza, che può essere chiamata energia o materia universale; sono
soltanto forme diverse in cui la materia può manifestarsi. / Se confrontiamo questa
situazione con i concetti di materia e forma, possiamo dire che la materia di Aristotele, che è
pura potentia, dovrebbe esser paragonata al nostro concetto di energia, cha passa
all'attualità per mezzo della forma quando viene creata la particella elementare"
2
.
La reciprocità e la complementarità tra fisica e filosofia, intesa come apertura al
dialogo fra queste due discipline, costituisce solo una parte della riflessione epistemologica
di Heisenberg, che, infatti, trova una esplicazione ed esplicitazione ancora più chiara nella
constatazione, strettamente connessa al problema dell'osservazione che il principio di
indeterminazione ha evidenziato, dell'interazione fra strumenti di misura ed oggetto
osservato.
2
W. HEISENBERG, Fisica e filosofia, trad. di G. Gnoli, Il Saggiatore, Milano 1998, pp. 188-189.
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E' questa, credo, la conseguenza più rivoluzionaria e quella su cui bisogna
maggiormente riflettere per una molteplicità di motivazioni.
Innanzi tutto rappresenta il perno attorno a cui ruotano e dipendono le conseguenze
scientifiche ed epistemologiche di cui finora ho parlato, cioè, la messa in crisi del principio
di identità ed il crollo della causalità rigorosa e poi, cosa ancora più importante, è proprio
l'inevitabile perturbazione, almeno a livello microscopico, che spinge Heisenberg a fare
delle riflessioni sull'oggetto, su come questo è stato inteso in passato e su come oggi, alla
luce delle implicazioni della meccanica quantistica, bisogna intenderlo.
Non è azzardato dunque affermare che è proprio l'interazione soggetto-oggetto,
circostanza peraltro avallata e sostenuta da Niels Bohr che con la celebre espressione
secondo cui l'uomo è "al contempo spettatore e attore nel grande dramma dell'esistenza"
3
,
sintetizza magnificamente la valenza scientifica ed epistemologica di questa conseguenza,
che consente, in un certo senso, di pensare ad Heisenberg come a uno scienziato in cui le
figure di fisico, epistemologo e filosofo convergono.
2. La nuova concezione della natura
Ciò su cui maggiormente Heisenberg si interroga riguarda il fatto se il
condizionamento del soggetto che osserva l'oggetto sia da considerarsi solo a livello
microscopico o anche a livello macroscopico; in quest'ultimo caso bisognerebbe riflettere,
ed è questa la conclusione a cui perviene Heisenberg, anche sul rapporto uomo-natura, sul
rapporto, cioè, fra soggetto ed oggetto inteso in termini macroscopici.
3
N. BOHR, Teoria dell'atomo e conoscenza umana, trad. di P. Gulmanelli, Boringhieri, Torino 1961, p. 375.
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Alla luce di ciò egli, all'interno del testo intitolato appunto Natura e fisica moderna,
illustra un significativo excursus mirante a sottolineare il cambiamento che si è verificato
riguardo al modo di considerare l'oggetto dalla scienza classica alla fisica quantistica.
E' proprio soprattutto dalla lettura di queste pagine che si evince in modo ancora più
forte l'immagine dell'Heisenberg epistemologo e filosofo, laddove, in questo caso, non si
tratta più semplicemente di un dialogo tra fisica e filosofia o del supporto di questa ai fini di
riflessioni epistemologiche, ma si tratta piuttosto di discussioni filosofiche che Heisenberg
fa in prima persona.
L'aspetto su cui Heisenberg insiste maggiormente nell'affrontare questa tematica
riguarda una sorta di doppio movimento nel rapporto uomo-natura che dall'iniziale
passaggio dal soggettivo all'oggettivo diviene in seguito nuovamente passaggio
dall'oggettivo al soggettivo.
Se infatti durante il periodo medioevale la natura aveva una connotazione religiosa e
dunque soggettiva, con il passar del tempo e con il progressivo affinamento degli strumenti
tecnici si assiste, durante il periodo della scienza classica, ad una sempre maggiore
oggettivazione che, portata alle estreme conseguenze dalla fisica galileiano-newtoniana, si
trasforma in un esasperato e semplicistico riduzionismo facente riferimento ad una
immagine della realtà meccanicistica cartesianamente intesa come oggetto fisso ed
immutabile che sta di fronte all'uomo e che questo può tentare di dominare e controllare.
Tale dominio dell'uomo sulla natura diviene col tempo talmente pressante e
incombente da trasformare quest'ultima un vero e proprio prodotto umano.
Trovando l'immagine della realtà del diciannovesimo secolo il suo limite nella
constatazione del fatto che, come scrive Heisenberg, "nei più piccoli elementi costitutivi
della materia ogni processo di osservazione provoca una forte perturbazione; non è più
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possibile parlare del comportamento della particella, indipendentemente dal processo di
osservazione"
4
, egli trae il significato epistemologico delle conseguenze appena citate del
principio di indeterminazione, affermando che "per la prima volta nel corso della storia
l'uomo ha di fronte a sé solo se stesso"
5
.
Ritengo questa espressione particolarmente emblematica soprattutto perché
pronunciarla significa ammettere esplicitamente che la natura e le sue leggi, lungi
dall'essere qualcosa di obiettivo ed oggettivabile e, dunque, da scoprire, sono piuttosto, ed
in questo Heisenberg è molto hegeliano, una nostra invenzione.
3. Ripercorrendo la storia della filosofia
La mancanza di definitività dei concetti scientifici circoscritti soltanto a limitati
campi di esperienza e la diversa prospettiva teoretica alla quale, secondo Heisenberg, lo
scienziato oggi deve fare riferimento, implicano necessariamente non solo una ridefinizione
del modo di considerare l'oggetto o, in senso più generale, la natura ed il concetto di verità
scientifica che dovrebbe non essere più inteso in termini di definitività e assolutezza, ma
anche una ridefinizione della realtà nel suo significato più ampio.
Alla luce di ciò Heisenberg sente l'esigenza di ripercorrere la storia della filosofia
sottolineando, innanzi tutto, la tendenza, visibile sin dall'antica affermazione di Talete
secondo cui "l'acqua è la causa materiale di ogni cosa", a ricondurre l'origine di tutto ad un
principio materiale la cui essenza rimanda ad un concetto di sostanza inteso proprio nel
senso etimologico di substantia, di ciò che sta a fondamento.
Tale modo di intendere la realtà, in senso cioè materialistico, trova negli atomisti una
esplicitazione ancora più chiara; il quantificare, il misurare matematicamente gli eventi
4
W. HEISENBERG, Natura e fisica moderna, trad. di E. Casari, Garzanti, Milano 1985, p. 42.
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fisici, atteggiamenti tipici del meccanicismo della scienza classica, insieme al concetto
galileiano di esperimento, rappresentano, però, agli occhi di Heisenberg, elementi che, pur
essendo riconducibili all'antico concetto atomistico-materialistico di Leucippo e Democrito,
hanno subito negli anni un progressivo processo di astrazione e semplificazione e, cosa
ancora più importante, una totale identificazione che si esprime in tutta la sua chiarezza con
quella che Husserl ha definito la "matematizzazione della natura"
6
attuata ad opera di
Galilei.
Se una simile visione della realtà, riduttivamente intesa, poteva erroneamente essere
concepita durante gli anni che hanno caratterizzato la scienza classica, oggi, con l'avvento
della meccanica quantistica e tutte le conseguenze che questa ha comportato, ciò non è più
certamente possibile.
Per questo motivo Heisenberg dichiara apertamente la necessità di sostituire
all'atomismo di Leucippo e Democrito quanto Platone ha espresso nel Timeo, e scrive che
"le più piccole particelle di materia non sono gli Enti fondamentali, come nella filosofia di
Democrito, ma sono forme matematiche. Da ciò appare evidente che la forma è più
importante della sostanza di cui essa è la forma"
7
.
La situazione venutasi a creare in seguito alla recente fisica trova dunque, secondo
Heisenberg, la sua rappresentazione più chiara proprio nel concetto di forma di cui parla
Platone e che, per gli stessi motivi, lo spinge a prendere come punto di riferimento un altro
grande filosofo del passato: Eraclito, che, considerando il fuoco che tutto brucia in un
incessante movimento come principio di ogni cosa, modifica radicalmente il concetto di
realtà materialisticamente intesa.
5
W. HEISENBERG, Natura e fisica moderna, ..., p. 49.
6
E. HUSSERL, La crisi delle scienze europee e la fenomenologia trascendentale, trad. di E. Filippini, EST, Milano
1997, p. 81.
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Alla luce di ciò e considerando l'impossibilità di definire la particella in termini di
certezza ma solo di probabilità, vale a dire come "tendenza ad essere" in senso aristotelico,
concetto questo esplicitato anche attraverso l'equivalenza einsteniana fra massa ed energia,
egli non esita a definirsi esplicitamente un eracliteo dicendo che "se sostituiamo la parola
fuoco con la parola energia possiamo quasi ripetere le sue affermazioni parola per parola dal
nostro moderno punto di vista"
8
.
Per questi motivi non mi è sembrato azzardato definire Heisenberg come un "filosofo
del divenire", affermazione questa che, se si considera rivolta non a chi, come ad Hegel ad
esempio, fa parte del mondo della filosofia in senso stretto ma, appunto, della scienza,
acquista una importanza teoretica ancora più forte.
Il fatto che sia uno scienziato come Heisenberg che, in questo caso, evidenzia non
solo l'impossibilità di subordinare la filosofia alla scienza, come spesso è stato fatto, ma che
addirittura si esprime in termini storicistici ed antiriduzionisti, credo meriti attenzioni
particolari.
Il cambiamento del concetto di realtà, che Heisenberg si è reso conto essere
necessario, non ha infatti un significato esclusivamente scientifico, laddove la constatazione
dei limiti del misurare, del quantificare, dell'applicazione rigorosa della causalità, non
implica solo una modifica del metodo della scienza classica, ritenuto per anni l'unica via da
seguire ai fini del raggiungimento di una Verità universalmente e definitivamente valida, ma
implica anche un cambiamento della stessa visione del mondo, della Weltaschauung, con
tutta la valenza teoretica che questo comporta.
7
W. HEISENBERG, Fisica e filosofia, ..., p. 89.
8
W. HEISENBERG, Fisica e filosofia, ..., p. 80.
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FILOSOFIA
1. Una nuova immagine del mondo
La ridefinizione del concetto di realtà si trova interamente esplicitata all'interno del
saggio filosofico intitolato "l'Ordinamento della realtà", la discussione del quale
rappresenta, infatti, l'ultima parte della mia ricerca.
In questo saggio Heisenberg, prendendo spunto dalla Teoria dei colori di Goethe,
illustra una suddivisione gerarchica della realtà mettendo in evidenza le connessioni dei vari
gradi dell'ordinamento che dal polo oggettivo ascende fino a quello soggettivo ; i vari ambiti
della realtà sono infatti costituiti dalla fisica, dalla chimica, dalla vita organica, dalla
coscienza e da ciò che egli stesso definisce "simbolo e forma", per arrivare alla fine alle
cosiddette "forze creative".
Attraverso questa interessante trattazione, all'interno della quale si sofferma sulla
peculiarità di ogni singolo ambito della realtà, egli si sforza di dimostrare l'assurdità del
tentativo, tipico della scienza classica, di ricondurre la complessità di discipline quali la
chimica, la biologia o la psicologia ad un unico metodo: quello della fisica.
Mentre infatti l'obiettivo primario della fisica precedente quella quantistica è stato
quello di separare i fenomeni ed unificarli nella medesima legge, Heisenberg, pur volendo
mantenere la precisione nella descrizione delle leggi che regolano un ambito, vuole evitare
tuttavia che quest'ambito rimanga isolato e separato dagli altri o, peggio ancora, che venga
inteso come riducibile agli altri.
Un'altra tematica che emerge dalla lettura di questo saggio, a mio avviso
particolarmente interessante e significativa ai fini della comprensione del pensiero
epistemologico e filosofico di Heisenberg, è quella riguardante il linguaggio: il
cambiamento del concetto di realtà implica, infatti, necessariamente una ridefinizione anche
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del linguaggio che da "statico", termine che egli usa per rappresentare i metodi espressivi e
quindi riduttivi della meccanica classica, deve divenire "dinamico", cioè più idoneo alla
nuova situazione che caratterizza la fisica quantistica.
Nel discutere questa tematica Heisenberg non poteva non prendere come punto di
riferimento, stavolta per entrare in polemica, coloro che hanno fatto del linguaggio
l'argomento centrale del loro pensiero: i Neopositivisti logici, contro cui egli si scaglia non
condividendo, soprattutto, la loro tendenza di "creare" un linguaggio perfetto, esente da
ambiguità e valido universalmente, assolutamente anacronistico, peraltro, in un contesto di
senso ormai completamente modificato dalle ultime scoperte scientifiche.
In proposito egli cita esplicitamente Hegel, considerando la sua dialettica come "la
più celebre formulazione sistematica di questa rappresentazione dinamica della realtà"
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Attualmente la mia attenzione è rivolta all'approfondimento della messa in crisi del
concetto di causa-effetto, con tutte le conseguenze epistemologiche e filosofiche che questo
comporta, e al problema dell'interazione tra soggetto che osserva e oggetto osservato.
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W. HEISENBERG, Indeterminazione e realtà, a cura di G. Gembillo, Guida, Napoli 1991, p. 83.
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