6 x 9 = 42

“Ho sempre detto che c’era qualcosa di fondamentalmente sbagliato nell’universo…” (Arthur Dent)

La Freccia Del Tempo

Traduzione dell’originale The Arrow Of Time di Andrew Thomas

Abbiamo tutti conoscenza di un intuitivo “scorrere” del tempo dal passato al futuro. Non solo lo sentiamo, ma lo vediamo anche manifestato nel comportamento degli oggetti che cambiano con il tempo: molti di loro sembrano comportarsi diversamente lungo la direzione ‘avanti’ del tempo in confronto a come si comporterebbero nella direzione ‘indietro’ (o invertita). Per esempio, non vediamo mai dell’acqua rovesciata da un bicchiere riunirsi e saltarci nuovamente dentro, cosi’ come non vediamo un uovo rotto che si ricompone. Questi effetti messi assieme suggeriscono che ci sia una sorta di “direzione diritta” nella dimensione temporale, direzionalità che viene generalmente chiamata Freccia del Tempo.

Tuttavia, questa freccia del tempo risulta piuttosto misteriosa all’occhio dei Fisici perché, a livello microscopico, tutti i processi fisici fondamentali sembrano essere tempo-reversibili (lo vedremo dopo). Inoltre, alcuni recenti risultati suggeriscono una struttura dello spaziotempo nella quale tutto il tempo é unito in una sorta di “universo blocco” [un po’ come un cubo che noi vedessimo come successione di sezioni quadrate in due dimensioni, NdT], e che quindi non vi é un vero “flusso” di tempo, né un movimento di un punto “ora”.

Quindi, nel resto della pagina, cercheremo di investigare le cause di questa misteriosa “Freccia del Tempo”.

Entropia

L’Entropia puo’ essere considerata come un indice della quantità di disordine presente in un sistema. Per esempio, possiamo dire che una macchina arrugginita ha un valore di entropia maggiore di una macchina appena comprata, nuova: alcuni suoi pezzi potrebbero essersi staccati, la pittura potrebbe essersi scrostata. In pratica, le molecole della macchina sono diventate più “disordinate” lungo il tempo: l’entropia é cresciuta.

Come detto prima, tutti i processi microscopici sembrano essere tempo-reversibili. Il perché vediamo una freccia del tempo per quanto riguarda i processi macroscopici é stato per lungo tempo un enigma per i fisici e, per questa ragione, molta attenzione é stata prestata al fatto che l’entropia di un sistema chiuso aumenta con il tempo, ovvero, un sistema diventa via via più disordinato con il passare del tempo. Eventualmente il sistema (ad esempio un gas in un contenitore chiuso) raggiungerà uno stato in cui tutte le sue molecole sono orientate in maniera completamente casuale. Questo stato viene detto equilibrio termico, e la regola che l’entropia aumenta con il tempo Seconda Legge della Termodinamica.

La ragione per questo aumento di entropia puo’ essere dedotta da un semplice argomento di tipo probabilistico: un sistema puo’ assumere, in generale, molti più stati disordinati di quanti non siano gli stati ordinati, quindi un sistema che cambia randomicamente stato avrà più probabilità di ritrovarsi in uno disordinato. Per questa ragione, la seconda “legge” della Termodinamica non é realmente una “legge”, poiché, essenso un principio statistico, non é infrangibile come altre leggi fisiche. In effetti, é possibile che una stanza piena di particelle casualmente distribuite si ritrovi con tutte le particelle ordinate in un angolo – ma é anche molto improbabile!

Pur essendo “solo” un principio statistico, sembra comunque essere un principio molto forte. Questo é perché la sua base – “il disordine cresce con il tempo” – sembra estremamente ovvio, e sembra appellarsi ad un principio fondamentale, quasi platonico, della matematica. Per questa ragione, la seconda legge della Termodinamica riesce a sembrare anche più fondamentale e vincolante che le restanti leggi fisiche, alcune delle quali (ad esempio, la quantità di carica elettrica di un elettrone) sembrano al confronto abbastanza arbitrarie. La forza fondamentale della seconda legge é ben descritta dalle parole dell’astrofisico Sir Arthur Eddington:

“Se qualcuno vi facesse notare che la vostra teoria personale dell’Universo é in disaccordo con le equazioni di Maxwell – allora tanto peggio per le equazioni di Maxwell. Se si scoprisse che é contraddetta dalle osservazioni – bé, questi sperimentatori fanno cose sbagliate a volte. Ma se si trovasse che la vostra teoria é in contrapposizione con la seconda legge della Termodinamica non vi concedo speranze; non ci sarebbe nulla per voi da fare se non cadere nella più profonda umiliazione.”

– Sir Arthur Eddington

Una della caratteristiche dell’Universo remoto più difficili da spiegare é che possedeva un livello di Entropia incredibilmente basso, talmente basso che anche oggi – 13 miliardi di anni dopo – ci ritroviamo a vivere in un mondo con un’entropia relativamente bassa. Come conseguenza, molti degli oggetti che ci circondano possiedono bassa entropia: macchine nuove e uova perfettamente intere nei loro portauova. E questi oggetti, in pratica, si distruggono davanti a noi mentre si spostano inevitabilmente verso stati di entropia maggiore: le macchine arrugginiscono, le uova cadono sul pavimento e si rompono. Quindi, l’aumento di entropia nel nostro mondo ordinato é una della ragioni che ci fa sentire un’apparente “freccia del tempo”.

Ma il cambiamento di Entropia é fondamentalmente simmetrico rispetto al tempo!

Ciononostante, questo é un ottimo momento per fare piazza pulita di un fraintedimento molto diffuso sul cambiamento di Entropia: che questo cambiamento sia in qualche maniera fondamentalmente asimettrico rispetto al tempo, che si comporti diversamente nella direzione dritta del tempo rispetto a quella rovesciata. Questo non é assolutamente vero. In generale, l’entropia cresce nella direzione opposta del tempo esattamente nella stessa maniera rispetto a come cresce nella direzione dritta: il cambiamento di entropia é simmetrico rispetto al tempo. (In ogni caso, una piccola minoranza di Fisici possono continuare a credere che il cambiamento di Entropia sia asimettrico rispetto al tempo).

La base probabilistica della Seconda Legge della Termodinamica dice semplicemente che un sistema avrà molti più stati disordinati che stati ordinati, e quindi un sistema che cambia stato casualmente avrà più possibilità di ritrovarsi in uno stato disordinato. Sembra molto chiaro ed ovvio – un’affermazione cosi’ ovvia non potrà mai essere la causa di qualcosa di cosi’ misterioso come la fondamentale asimmetria rispetto al tempo. In effetti, questo cambiamento verso uno stato più disordinato si puo’ applicare benissimo nella direzione rovesciata nel tempo, alla stessa maniera nella quale lo si applica alla direzione dritta: é solo un cambio di stato, indipendente dal tempo.

Ma quindi, cosa dire della seconda legge della Termodinamica che afferma che l'”entropia cresce con il tempo”? Sembrerebbe implicare una asimmetria dell’Entropia rispetto al tempo! Dobbiamo capire che questa legge si applica solo ad alcuni casi speciali di sistemi, formati da oggetti con un’Entropia bassa, ovvero gli oggetti che incontriamo generalmente nella nostra vita di tutti i giorni. In effetti, se consideriamo un oggetto in generale (ad esempio un oggetto in equilibrio termico), oggetti che non sono mai stati “ordinati”, la loro entropia é già al suo massimo e quindi puo’ solo diminuire con il tempo – completamente in disaccordo con la seconda legge!

Questo malinteso che il cambiamento di Entropia sia fondamentalmente asimettrico rispetto al tempo é rivelato dal paradosso di Loschmidt. Questi considera questa asimmetria rispetto al tempo dell’Entropia ed afferma che é in contrasto con la simmetria rispetto al tempo dei processi fondamentali. E’ solo quando capiamo che la seconda legge é generalmente mal formulata e quindi contiene assunti non esplicitati (che abbiamo appena visto) che il paradosso viene risolto (Wikipedia descrive questa risoluzione, mostrando come una delle assunzioni chiave della versione di Boltzmann della seconda legge della Termodinamica é imperfetta – vedi qui).

Ma se il cambiamento di Entropia é simmetrico rispetto al tempo, perché vediamo solo aumentare l’Entropia dell’Universo? Roger Penrose considera questa questione nel suo libro “La Strada Che Porta Alla Realtà“. Penrose considera cosa dovremmo aspettarci che succedesse se seguissimo l’Entropia dell’Universo indietro nel tempo a partire dallo stato nella quale si trova ora. Se il cambiamento di Entropia é veramente simmetrico rispetto al tempo, dovremmo aspettarci di vederla aumentare mentre la seguiamo nel passato, proprio come la vedremmo aumentare se la seguissimo lungo il futuro. Ma noi sappiamo, in realtà, che l’Universo aveva un’Entropia minore nel passato: quindi, l’Entropia dell’Universo si riduce a ritroso nel tempo. Quindi, da dove deriva questa asimmetria?

Roger Penrose rivela come l’asimmetria rispetto al tempo del cambiamento di Entropia é spiegato dall’Entropia straordinariamente bassa dell’Universo alle sue origini:

In pratica, la bassa entropia del passato dell’Universo “aggiusta” l’esperimento. Se volessimo una risposta simmetrica dovremmo stare attenti a condurre un esperimento simmetrico: al posto di cominciare con un caso speciale di Universo a bassa Entropia, dovremmo immaginare un Universo che fosse cominciato in equilibrio termico ed avesse raggiunto il suo stato attuale senza aiuti, per puro caso:

Dopo che il punto di bassa Entropia é stato raggiunto, vediamo l’Entropia salire in accordo con Seconda Legge. Ma il punto chiave é che, se seguiamo l’Entropia dell’Universo all’indietro nel tempo rispetto al punto a bassa Entropia vediamo ora quella simmetria che Roger Penrose ricercava. Quindi, il cambiamento di Entropia é fondamentalmente simmetrico.

In effetti, lungo questa discussione sulla freccia del tempo troviamo che questa freccia é causata dalla simmetria rispetto al tempo della Seconda Legge della Termodinamica, insieme alle condizioni iniziali molto speciali di bassa Entropia dell’Universo.

(Questa discussione sulla simmetria rispetto al tempo del cambiamento di Entropia é basata su un esempio di J. Richard Gott nel suo libro “Time Travel in Einstein’s Universe” nella quale il ruolo dell’Universo é interpretato da un cubetto di ghiaccio – vedi qui. L’esempio del cubetto di ghiaccio é considerato in dettaglio nel Capitolo 6 del libro di Brian Green “The Fabric of the Cosmos“.)

Causalità

Come già detto, abbiamo tutti un sentimento molto forte di direzionalità dell’asse del tempo, che scorre in una direzione ben determinata. Come dice Michael Lockwood nel suo libro “The Labyrinth of Time” “Noi vediamo la direzione dritta del tempo, in netto contrasto con la direzione inversa, come la direzione nella quale opera la causalità. Le cause, assumiamo, precedono i loro effetti, ma non possono seguirli.

Eppure, abbiamo appena visto come i processi di tipo fisico sembrano essere simmetrici rispetto al tempo, senza distinzione fra le due direzioni del tempo. Quindi, dove nasce la casualità? Michael Lockwood afferma sul passaggio del tempo: “Non troviamo nessun indizio [sullo scorrere del tempo] nel formalismo della fisica Newtoniana. Non solo non vi é nessun riferimento esplicito al passaggio o allo scorrere del tempo; non é vi nemmeno nessun riferimento ai rapporti di causa/effetto. In realtà, non vi é nemmeno nessun accenno ad una qualche direzionalità.“.

“Ma”, protesterete voi, “sicuramente la casualità lavora in una sola direzione: avanti nel tempo? Se do’ un calcio ad un pallone – il pallone non dà un calcio a me.” Beh, consideriamo l’esempio di casualità “diritta” che segue. Vediamo una stecca da biliardo arrivare da sinistra e colpire la pallina bianca, evento che fa si’ che la pallina bianca colpisca quella rossa:

Tuttavia, se fate un filmato della sequenza, e lo visualizzate quindi all’incontrario, ha ancora perfettamente senso dal punto di vista fisico. Come potete vedere qui sotto, vediamo la pallina rossa arrivare da destra e colpire la pallina bianca, evento che fa si’ che la pallina bianca colpisca la stecca da biliardo che si muove quindi all’indietro. Quindi, a causa della simmetria delle leggi fisiche, il processo di casualità – che pensavamo si applicasse solo alla direzione dritta del tempo – in verità si applica ugualmente alla direzione opposta:

La ragione per la quale non vediamo la causalità agire nella direzione inversa é semplicemente un effetto del nostro sistema psicologico: qualcosa nella sua complessità (i nostri cervelli!) fa si’ che i nostri processi di pensiero funzionino solo nella direzione dritta del tempo (lo vediamo meglio sotto). Il grande vantaggio di poter memorizzare una sequenza in un filmato e quindi farlo svolgere all’indietro (per rivelare la simmetria rispetto al tempo della causalità) é che un filmato di videocamera funziona in una maniera molto più semplice dei nostri cervelli, e non ha quindi nessun effetto psicologico sulla direzione dritta del tempo: funziona perfettamente in entrambe le direzioni.

Quindi, se la causalità é simmetrica rispetto al tempo, potremmo pensare che la nostra situazione attuale sia causata tanto da eventi futuri a tempo invertito, quanto da eventi passati! Per esempio, mentre sono seduto sul mio tavolo al lavoro la mattina, posso considerare la posizione come provocata dal mio essere nel mio appartamento quella sera e dall’aver guidato la macchina all’indietro da casa fino all’ufficio il pomeriggio! E’ un po’ cervellotico, ma é lo stesso che dire “Mi sono alzato questa mattina, ed ho guidato avanti fino al lavoro”. Sembra strano, ma é solo a causa della nostra distorsione (bias) psicologica. Il filmato della mia giornata racconta la corretta (e tempo reversibile) storia.

La Freccia Quantomeccanica Del Tempo

Nuovamente, ricordiamo il punto chiave di quanto visto finora: praticamente tutti i principi fisici conosciuti (dalla Meccanica Newtoniana fino alla Relatività Einsteniana) trattano in maniera completamente simmetrica sia il passato che il futuro. Da nessuna parte in nessuna delle loro equazioni vi é qualcosa che distingua una direzione dritta del tempo da una direzione invertita. L’eccezione a questa regola sembra essere la Meccanica Quantistica. Nell’articolo Il Casino’ Quantico avevamo spiegato come, quando facciamo un’osservazione su una qualche osservabile quantistica [una proprietà che si puo’ misurare di una particella quantistica, NdT], vi é un “collasso della funzione d’onda” nella quale l’onda probabilistica collassa per generare un singolo valore osservato da un insieme di possibili valori. Questo processo sembra funzionare solo nella direzione dritta del tempo, ovvero é irreversibile.

Abbiamo già presentato una spiegazione a questo apparente collasso nell’articolo Decoerenza Quantistica, quindi é inutile ripeterla qui. E’ sufficiente dire che le relazioni di coerenza fra le fasi dei termini di interferenza sono distrutte quando una particella interagisce con l’ambiente. La dissipazione di questi termini in un’ambiente più grande puo’ essere interpretata come un aumento di entropia (anche questo era stato visto nell’articolo). La Decoerenza Quantistica puo’ essere compresa come un processo termodinamico: dopo la decoerenza, il processo si dice termodinamicamente irreversibile.

Continuando con la nostra analogia con il biliardo, il “collasso della funzione d’onda” é un po’ come il colpo iniziale del biliardo. Immaginate che ciascuna palla rappresenti un termine di interferenza dello stato quantico. Prima del colpo (prima che compiamo un’osservazione quantistica), vediamo una bassa entropia – tutto é ben ordinato. Tutti i termini di interferenza sono coerenti, e capaci di produrre figure di interferenza.

Dopo il colpo, il sistema di palline rappresenta un sistema con un’entropia (disordine) ampiamente cresciuta. Questo é quello che succede quando facciamo un’osservazione quantistica: i termini di interferenza si dissipano nell’ambiente (“bagno caldo”), e tutta la coerenza é persa nella confusione che segue. La situazione é ora di irreversibilità termale: é molto improbabile che l’originale situazione ordinata si possa riformare. Vediamo quindi il collasso della funzione d’onda operare solo nella direzione dritta del tempo (per la stessa ragione per la quale non vediamo uova rotte ricompattarsi).

Ancora una volta, il principio fisico alla base del fenomeno sembra essere simmetrico rispetto al tempo, con nessuna preferenza per una qualche direzione temporale. L’apparente freccia del tempo prodotta dal “collasso della funzione d’onda” é nuovamente mostrata come il risultato di un aumento di entropia. Come spiega Andreas Albrecht nel suo articolo Cosmic Inflation and the Arrow of Time (mentre considera la decoerenza nell’esperimento della doppia fenditura): “Un elettrone che passa per entrambe le fenditure e colpisce una lastra fotografica é una buona misura quantistica solo se la lastra fotografica é ben costruita, ed ha una probabilità molto bassa di riemettere l’elettrone nello stato coerente ‘doppia fenditura’. Buone lastre fotografiche sono possibili grazie alla freccia del tempo termodinamica: l’elettrone che colpisce la lastra fa salire il livello di entropia degli stati interni di libertà della piastra stessa, azione che é praticamente impossibile da invertire. Inoltre, diverse posizioni di elettroni sulla lastra diventano entangled con diversi stati di libertà, e quindi non vi é essenzialmente nessuna interferenza fra le posizioni dell’elettrone. Da questo punto di vista, la freccia del tempo quantomeccanica non é altro che la freccia del tempo termodinamica.“.

Perché non possiamo ricordarci del futuro?

Se tutti i processi fisici sembrano essere tempo reversibili al loro livello fondamentale, ci potremmo chiedere “Perché non ricordiamo il futuro?”. Dopo tutto, possiamo ricordarci del passato, e la fisica non sembra fare nessuna distinzione fra passato, presente e futuro. Quindi perché non abbiamo già conoscenza di quello che ci succederà nel futuro?

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo considerare il ragionamento di James Hartle che si basa sulla freccia del tempo radiante:

La Freccia del Tempo Radiante

Nel suo articoloThe Physics of “Now”, James Hartle afferma che la ragione per la quale non possiamo ricordare il futuro é che non abbiamo ancora ricevuto nessuna informazione sugli eventi futuri. Questo ragionamento é basato sull’idea di un “cono di luce”, la forma che é definita dalla velocità della luce:

Di primo acchito, sembrerebbe una spiegazione molto diretta del perché siamo incapacitati a ricordare il futuro: ci vuole tempo per un raggio di luce (per i fotoni) che trasportano informazioni per raggiungerci da un evento distante. Fondamentalmente, nel futuro avremo più informazioni su questi eventi di quante non ne abbiamo nel presente. E’ difficile immaginare una situazione nella quale la luce si comporti differentemente – sembrerebbe che alla luce occorra sempre un certo tempo per viaggiare da un punto A ad un punto B:

Questo principio – che la luce avrà sempre bisogno di tempo, per viaggiare avanti nel tempo fra due punti – é chiamato la freccia del tempo radiante (anche conosciuta come la freccia elettromagnetica del tempo). Ma, nuovamente, questo principio non é poi tanto chiaro come appare. Si scopre che la “linea di universo” del fotone é la stessa sia per un fotone che viaggia avanti nel tempo dal punto A al punto B, sia per un fotone che viaggia indietro nel tempo dal punto B al punto A:

La linea di universo per un fotone (la posizione di un fotone in un dato momento nel tempo) é la stessa sia che quel fotone vada avanti nel tempo dal punto A al punto B, sia che vada indietro nel tempo dal punto B al punto A.

In effetti, se dimentichiamo per un istante le frecce sulle linee di universo (che indicano “causa” ed “effetto”) vediamo che le due linee di universo sono identiche:

Rimuovendo le frecce dalle linee di universo, i cammini dei fotoni che si muovono avanti ed indietro nel tempo sono mostrati come identici.

Questo principio é ben mostrato da un diagramma di Feynman di interazione di particelle, che puo’ essere ruotato a piacere, mostrando che le interazioni di particelle funzionano lo stesso sia avanti che indietro nel tempo:

Non ha senso parlare di entropia di un singolo fotone (l’entropia é una proprietà statistica di un grande numero di particelle), quindi un singolo fotone non ha freccia del tempo. Tuttavia, non riceviamo informazioni su eventi distanti nel futuro nella forma di singoli fotoni. Piuttosto, riceviamo quelle informazioni nella forma di raggi di luce che sono composti da miliardi di fotoni [c’era una nota sui bosoni, ma perché sia comprensibile devo prima tradurre un altro articolo, NdT]. Per questa ragione, gli studi sulla freccia radiante del tempo si sono concentrati sullo studio di equazioni di Maxwell sui campi elettromagnetici che trattano la luce come un campo con natura d’onda (piuttosto che considerare i cammini delle singole particelle).

Si ricorda spesso come le equazioni di Maxwell sui campi elettromagnetici sono tempo-reversibili, e quindi valide sia per onde avanzate (che si muovono indietro nel tempo), sia per onde ritardate (che si muovono avanti nel tempo) – vedi qui. Tuttavia, in pratica é molto più semplice produrre un’onda ritardata piuttosto che un’onda avanzata, e questo mostra i limiti delle equazioni di Maxwell quali descrizione completa del comportamento della luce. Per ottenere una freccia radiante del tempo, dobbiamo combinarle con qualcos’altro.

James Hartle tenta di usare le equazioni di Maxwell per dedurre la freccia radiante del tempo nell’Appendice A del suo già menzionato articolo The Physics of “Now”, appendice chiamata The Cosmological Origin of Time’s Arrow. Il suo approccio (basato su principi descritti nel libro di H. Dieter Zeh The Physical Basis for the Direction of Time) combina le equazioni tempo-simmetriche di Maxwell con le condizioni al contorno tempo-asimmetriche dell’intero Universo (considera il totale asimmetrico di radiazione elettromagnetica). Questo approccio suggerisce che poiché non vi erano campi elettromagnetici liberi all’inizio dell’Universo, ma questi esistono nel futuro, questi campi devono essere stati causati da onde ritardate aventi la loro origine nel passato. Tuttavia, non vedo come la freccia radiante del tempo possa dipendere dal totale di campi elettromagnetici dell’Universo in questa maniera. Non vi é nessun equivalente della seconda legge della termidinamica (entropia crescente) per i campi elettromagnetici. Il loro totale in un sistema isolato non tende a crescere (come succede con l’entropia). La freccia radiante del tempo dipende sicuramente dal totale crescente di entropia dell’Universo, non dal totale di campi elettromagnetici, e quindi deve sicuramente avere la stessa causa della freccia termodinamica del tempo.

All’inizio del secolo scorso, Walter Ritz congetturo’ che solo le onde ritardate (avanti nel tempo) fossero fisicamente possibili (ovvero che il processo fosse fondamentalmente asimettrico rispetto al tempo). Nel 1908 e 1909 ebbe una famosa discussione con Einstein sull’argomento, in quanto Einstein credeva che il processo fosse simmetrico e potesse essere spiegato sulla base di argomenti termodinamici (vedi qui). Si scopri’ che é più facile creare un raggio di luce nella direzione dritta del tempo poiché il comportamento dei suoi miliardi di fotoni quando vengono prodotti (da una sorgente luminosa ordinata, come ad esempio una lampadina) e dispersi (quando raggiungono un obiettivo) puo’ essere capito in termini di entropia crescente: “Questa freccia é state rovesciata in esperimenti ben congegnati che hanno creato onde convergenti, quindi questa freccia deriva probabilmente dalla freccia termodinamica, in quanto le condizioni per produrre un’onda convergente richiedono più ordine rispetto alle condizioni per un’onda radiante. Messa in altri termini, la probabilità di avere condizioni iniziali che producano onde convergenti é molto minore rispetto alla probabilità di avere condizioni iniziali che producano onde radianti. In effetti, normalmente un’onda radiante aumenta l’entropia, mentre un’onda convergente la fa decrescere” (traduzione dall’articolo in inglese su Wikipedia sulla Freccia del Tempo). Quindi, la ragione per la quale non vediamo onde convergenti puo’ essere spiegata in termini di entropia.

Quando accendete una lampadina elettrica, ad esempio, i fotoni lasciano il bulbo in una forma relativamente ordinata. I fotoni quindi si irradiano via dal bulbo, ridistribuendosi lungo la stanza (ovvero, in un’onda radiante) creando una stato di grande disordine – ovvero di entropia aumentata. Come spiega Andreas Albrecht nel suo articolo Cosmic Inflation and the Arrow of Time: “La totale assenza di assorbimento di radizioni a tempo invertito puo’ essere visto come una della conseguenze della freccia termodinamica del tempo nel nostro mondo. Una collina che assorbe una trasmissione televisiva in broadcast sta passando ad uno stato di entropia maggiore, mentre l’entropia dovrebbe diminuire in uno dei casi problematici a tempo invertito. Quindi, alla fine, la freccia radiante del tempo non é altro che la freccia termodinamica del tempo.“.

E’ possibile ricordarsi del futuro?

Se consideriamo un’ipotetica situazione in cui riuscissimo a trovare un modo di sorpassare le limitazioni imposte dalla freccia radiante del tempo, é interessante chiedersi se sarebbe possibile ricordarsi del futuro. E, quindi, a cosa assomiglierebbero i nostri “ricordi”?

A questo proposito, il filosofo Scozzese Donald Mackay suggeri’ un interessante “esperimento di pensiero”. Mackay si chiedeva se sarà mai possibile predire come qualcuno si comporterà nel futuro e, se lo fosse, cosa ne conseguirebbe per il libero arbitrio umano. Se avessimo una conoscenza completa dello stato corrente del cervello di una persona, sarebbe possibile predire accuratamente le sue azioni nel futuro a breve temine? In pratica, se questo fosse possibile, il libero arbitrio umano si rivelerebbe una fallacia, un’illusione.

Tuttavia, Mackay suggeri’ che é impossibile predire le decisioni future di una persona se quella previsione fosse resa nota a quella stessa persona. Questo é perché la persona potrebbe poi scegliere di agire diversamente da quello che noi avevamo predetto. Questo é descritto da John D. Barrow nel suo libro Impossibility: “Consideriamo una persona a cui viene chiesto di scegliere se pranzare con una zuppa o con un’insalata. Se supponessimo di avere un neurologo che conoscesse non solo lo stato complessivo del cervello di quella persona, ma anche quello dell’intero Universo, potremmo chiedere allo scienziato se ci potesse dire senza ombra di dubbio che cosa quella persona sceglierà per pranzo. La risposta sarebbe ‘No’. Il soggetto potrebbe essere testardo, ed adottare una strategia che dice ‘Se mi predici che scegliero’ la zuppa, allora scegliero’ l’insalata, e se mi predici che scegliero’ l’insalata, viceversa’. Sotto queste condizioni é logicamente impossibile per lo scienziato predirre infallibilmente che cosa sceglierà quella persona, se lo scienziato rivela la sua predizione.”

Quindi, se una persona avesse accesso alla conoscenza sul suo comportamento futuro, sembrerebbe che diventi impossibile predire quello stesso futuro. Ma questa conoscenza sul comportamento futuro é precisamente quello che una persona otterebbe se fosse capace di ricordare il futuro stesso. Quindi se una persona fosse capace di ricordare il futuro, potrebbe allora decidere di agire in una maniera diversa rispetto a quello che la sua memoria del futuro gli dice che agirà! Questo sembra essere un’inconsistenza logica: se una persona é capace di ricordare il futuro, quegli stessi ricordi diventano istantaneamente inaffidabili. Conseguentemente, sembrerebbe impossibile poter “ricordare il futuro”.

Come esempio, ecco come Dilbert potrebbe comportarsi se ricordasse il futuro:

[Traduzione:
1) “Ricordo che nel futuro scegliero’ la zuppa, non l’insalata.”
2) “Quindi scegliero’ piuttosto l’insalata.”
3) “Ma questo vuol dire che la mia memoria del futuro era sbagliata?!”
]

Questa inconsistenza logica che vi proibisce di ricordare il futuro (basandosi sul ragionamento di Mackay) nasce poiché le due proposizioni che seguono non possono essere contemporaneamente vere:

  1. Puoi ricevere – o “ricordare” – informazioni riguardo ad eventi che si svolgeranno nel futuro.
  2. Hai “libero arbitrio” nel determinare le tue azioni future, ovvero hai completa scelta nel selezionare le tue future azioni a partire da un insieme di possibilità.

Tuttavia, potrebbe essere possibile ricordare il futuro (ovvero, che la prima delle due asserzioni risultasse vera) se la seconda risultasse falsa. Forse non abbiamo libertà di scelta sulle nostre azioni future – forse il “libero arbitrio” é solo un’illusione. In realtà, se tutto lo spaziotempo é visto come un “blocco” quadrimensionale che non puo’ essere cambiato allora le nostre azioni future sono determinate tanto quanto le nostre azioni passate – sono “scritte nella pietra”.

 

Block Time

Per maggiore informazioni su questo, potete consultare l’articolo di Scientific American di Paul Davies.

Come dice Michael Lockwood nel suo libro The Labyrinth of Time: “Prendere la vista dello spaziotempo seriamente é in realtà come vedere tutto quello che esiste, o che sia mai successo, in ogni momento o luogo, vero tanto quanto cio’ che c’é ora e qui. E questa spazza via ogni concezione di libero arbitrio che dipinge gli agenti umani, attraverso le loro scelte, conferenti selettivamente attualità a quelle che inzialmente erano solo potenzialità.“.

Procediamo quindi adesso sulla base che il nostro senso di libero arbitrio sia solo un’illusione ed il futuro sia fissato – uno scenario che non contiene inconsistenze logiche e che ci permette quindi (almeno in teoria) di “ricordare il futuro”. Possiamo quindi chiederci quali forme questi “ricordi del futuro” potrebbero assumere.

Nella nostra esperienza di tutti i giorni, le nostre memorie del passato sembrano scritte nella pietra, ma non abbiamo ricordi del futuro. E’ questa distinzione, questa mancanza di ricordi del futuro, che ci dà l’impressione del libero arbitrio: il passato é scritto nella pietra, ma il futuro é ancora indeciso e possiamo quindi ancora scegliere quale strada fargli prendere. Tuttavia, in un Universo a singolo blocco il futuro é scritto nella pietra tanto quanto il passato, e le nostre memorie del futuro avrebbero esattamente la stessa natura delle nostre memorie del passato: un futuro che non si puo’ cambiare, scritto nella pietra.

Nella nostra esperienza di tutti i giorni, possiamo ricordare il passato (ricordi che sembrano fissi – come fotografie in una cornice), ma non il futuro. Quindi otteniamo l’impressione del libero arbitrio: il futuro é apparentemente indeterminato – ci sentiamo liberi di selezionare le nostre azioni future da un insieme di possibilità. Il fatto che possiamo ricordare il passato – ma non abbiamo ricordi del futuro – é la ragione per la quale sentiamo il “flusso” del tempo: otteniamo una falsa impressione che il futuro “non reale” sia diventato il passato “reale”.

Se fossimo capaci di ricordarci il futuro, troveremmo che i nostri ricordi del futuro sarebbero altrettanto inalterabili, proprio come i nostri ricordi del passato. La nostra nozione di libero arbitrio si rivela quindi solo un’illusione.

Potreste pensare che questo é abbastanza sconvolgente, sapendo che siete costretti a seguire il vostro particolare cammino di azioni, non avendo scelta in materia. Potreste immaginare di sentirvi manipolati e controllati nelle vostre azioni future – un pensiero piuttosto inquietante. Tuttavia, mi immagino che il fatto che abbiate ora ricordi sia del passato che del futuro vorrebbe dire che non sentireste più un “flusso” del tempo: vi sentireste perfettamente bilanciati fra il “passato” ed il “futuro”, con nessun “senso di moto” coinvolto. Forse questo sarebbe meno inquietante?

[Traduzione:
1) “Orchard Portman aveva un dono straordinario.”
2) “Poteva vedere il futuro”.
3) “Purtroppo, poteva solo vedere tre secondi nel futuro…”
4) “Quindi era di poco utilizzo pratico.”
]

Annunci

9 Risposte to “La Freccia Del Tempo”

  1. […] https://seipernove42.wordpress.com/cose-la-realta/la-freccia-del-tempo/ […]

  2. Caterina said

    Sono curiosa di conoscere la sua (tua?) opinione riguardo ipnosi regressiva e, soprattutto, progressiva. Sarebbe in un certo senso fisicamente accettabile che un uomo possa prendere coscienza del suo futuro?

    Complimenti per il blog! Interessante e ben strutturato.
    Tornerò sicuramente.

  3. scardax said

    Ti ringrazio per i complimenti.

    Non conoscevo questo tipo di ipnosi, ho cercato un po’ su Internet ma purtroppo si trova ben poco, non saprei come rispondere. L’articolo che ho tradotto, sostanzialmente, afferma che i raggi di luce tendono a viaggiare in avanti a causa della freccia termodinamica, quindi in pratica sembra improbabile “ricordare” il futuro tanto quanto vedere un uovo ricomporsi o le molecole di un gas raggrupparsi in un angolino della stanza.

    In questo senso, mi sembra strano che un metodo psicologico riesca a sorpassare un’apparente improbabilità di tipo fisico. Fra l’altro (non é colpa mia) il fatto che si parli senza troppo timore di vite passate e future non mi rende molto ben propenso alla teoria… In ogni caso é vero che la mente é ancora uno dei grandi vuoti della Scienza, quindi é difficile pronunciarsi.

  4. Reesis said

    Gran bell’articolo, ben fatto e sopratutto interessante in una maniera sconvolgente…forse oggi ho preso maggiore coscienza della mia vita e del mio destino…

  5. fabio said

    Fantastico sito!! ^_^

    …ma c’e’ un piccolo typo: “…e do’ un calcio ad un pallone – il pallo >>> i <<< ne non dà…"

  6. scardax said

    Grazie dei commenti (e delle precisazioni)! 🙂
    Purtroppo in un articolo di questa lunghezza qualche errore di battitura puo’ passare inosservato anche per un lungo periodo…

  7. alberto said

    molto bello e interessante

  8. scardax said

    Grazie! Come sempre, il merito è principalmente dell’ideatore dell’articolo originale. 🙂

  9. Molto interessante questo articolo; la mia opinione è che percepire il tempo che scorre al contrario (che è la stessa cosa di ‘ricordare il futuro’? non ne sono sicuro) sia un’impossibilità logica, dovuta al fatto che il cervello raccoglie stratificazioni successive di informazioni, per cui se il tempo scorresse al contrario coinvolgerebbe nella stessa maniera i processi biologici del cervello, che passerebbe da uno stato con maggiore informazione ad uno con minore, mantenendo inalterata l’impressione del flusso temporale.
    Esprimo con più dettagli la mia opinione qui:
    http://fuoridalsolco.wordpress.com/2012/08/25/lillusione-del-tempo/
    ma preciso che è basata su miei ragionamenti e non ha nessuna pretesa di scientificità.

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...

 
%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: