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Termodinamica

Ilya Prigogine
Dall’essere al divenire

Tempo e complessità nelle scienze fisiche
(From Being to Becoming. Time and Complexity in the Physical Sciences [1978])
Traduzione di Gianluca Bocchi e Mauro Ceruti
Einaudi, 1986
Pagine XIII-276

La potenza del pensiero matematico e idealizzante della tradizione platonica è stata interamente acquisita  e riverberata dalla fisica galileiana e newtoniana e pervade di sé anche i paradigmi -opposti a quello di Newton pur se incompatibili tra di loro- della fisica dei quanti e della relatività. L’ideale di un universo statico e senza tempo è tuttora un modello condiviso da molti fisici, sia che esso riguardi la struttura infinitesimale della materia sia che si riferisca alla struttura illimitata del cosmo. «Quando ci si avvicina alle scale relative ad oggetti molto piccoli (atomi, particelle ‘elementari’) o ad oggetti iperdensi (come le stelle di neutroni o i buchi neri), avvengono dei nuovi fenomeni. Allora la dinamica newtoniana viene sostituita dalla meccanica quantistica (che prende in considerazione il valore finito di h [costante di Planck]) e dalla dinamica relativistica (che comprende c). Tuttavia queste nuove forme di dinamica, in sé estremamente rivoluzionarie, hanno ereditato dalla fisica newtoniana il suo ideale di un universo statico, un universo di essere senza divenire» (p. 15).
Meccanica classica e meccanica quantistica non sono errate ma parziali. Esse costituiscono infatti forme e formule idealizzate rispetto sia all’effettivo divenire della natura sia ai processi termodinamici che la intessono. Nel mondo che osserviamo, nel mondo empirico, nel mondo naturale che possiamo indagare e che indaghiamo con una varietà molto complessa di strumenti, la natura è asimmetrica rispetto al tempo. L’irreversibilità è la regola, la reversibilità è l’eccezione. La termodinamica ipotizza e mostra che tale stato di cose non è frutto soltanto delle modalità con le quali una mente consapevole guarda e misura la materia ma è anche intrinseca alla materia stessa e dunque che «l’esistenza di leggi orientate rispetto al tempo, quali l’aumento di entropia verso il futuro, implica per questi sistemi l’esistenza di stati orientati rispetto al tempo» (224). L’irreversibilità è una legge della termodinamica poiché il tempo è una condizione stessa della materia.
Secondo Eddington le leggi primarie controllano il comportamento di singole particelle elementari, le leggi secondarie si applicano invece a insiemi di atomi e di molecole. Ma questa distinzione è corretta se viene intesa nel senso che «la struttura delle equazioni del moto, con la ‘casualità’ al livello microscopico, emerge allora come irreversibilità al livello macroscopico» (183) e non nel senso che l’entropia sia da limitare soltanto alla dimensione macroscopica. Non è dunque vero che l’irreversibilità emerge a livello macroscopico da dinamiche del livello fondamentale della natura che sarebbero invece reversibili. La seconda legge della termodinamica costituisce piuttosto una delle più efficaci e potenti manifestazioni dell’unità della natura, la quale produce grandi differenze ma sempre sul fondamento di alcune strutture profondamente unitarie. Le cosiddette ‘particelle elementari’ sono in realtà oggetti complessi, nei quali il tempo svolge un ruolo molto significativo e «profondamente radicato nelle fluttuazioni del livello microscopico, dinamico» (8). E questo anche perché il tempo non è un semplice parametro, come presupposto dalla dinamica, ma è anche un operatore, esattamente al modo di quelli che nell’ambito della meccanica quantistica descrivono le quantità. La distinzione tra la natura non umana -caratterizzata da processi reversibili- e quella umana, fatta di irreversibilità, è l’ennesima espressione di un antico dualismo, che una comprensione più ampia e unitaria cancella.
L’unità della natura e l’unità della scienza che la studia coincidono in gran parte con l’unità dei processi temporali che pervadono sia la materia, sia la parte di materia che indaga se stessa: noi. «La seconda legge della termodinamica esprime la nostra appartenenza a un universo in evoluzione» (XIII). Il tempo spiega le dinamiche psicologiche come quelle cosmologiche, le strutture sociali e le strutture molecolari. Tutti i sistemi viventi, anche i più semplici, possiedono una direzione del tempo. Essi si sviluppano, decadono e muoiono. La teoria delle strutture dissipative contribuisce a indagare le diverse modalità con cui questo avviene. Ma questo avviene, appunto. La direzione del tempo si trova «nelle stesse basi della fisica e della chimica. A sua volta questo risultato giustifica in maniera autoconsistente il senso del tempo che noi possediamo. Il concetto di tempo è molto più complesso di quanto pensassimo» (7), per meglio dire di quanto metafisici atemporali e fisici sia classici sia relativistici abbiano immaginato.
La seconda legge della termodinamica mostra la realtà del mutamento, distingue il passato dal futuro, fa del tempo una variabile intrinseca dei sistemi fisici. Si tratta di una legge molto complessa, scoperta in ambito chimico (da Boltzmann) come misura del disordine molecolare e quindi  come crescita della disorganizzazione nei sistemi. In ambito biologico e sociale -dove il ruolo dei processi irreversibili è fondamentale e palese- la seconda legge conduce invece a un aumento della complessità e quindi dell’ordine. L’attività degli enzimi nei composti non è un’evoluzione verso il disordine molecolare ma il contrario. L’esistenza di collettività umane -di qualunque misura- non sarebbe possibile senza un aumento di complessità associato alla crescita dell’organizzazione. Se siamo in grado di attribuire un’età -approssimativa, certo, ma non implausibile- agli individui come ai luoghi è perché non nei singoli elementi di un corpo o di una città ma dal loro insieme unitario emerge l’elemento temporale. E questo è possibile soltanto perché la struttura interna della nostra percezione e del nostro essere e la struttura esterna della materia naturale e artificiale condividono alcuni processi fondamentali, che sono processi  temporali.
Biologia e geografia sono espressioni di una temporalità che è insieme sia corporea sia coscienzialistica, sia naturale sia culturale. Ecco il problema, la cui stessa formulazione è densa di implicazioni metafisiche:

L’interpretazione classica della seconda legge era che essa esprimesse l’aumento del disordine molecolare. Nella formulazione di Boltzmann, l’equilibrio termodinamico corrisponde allo stato di massima ‘probabilità’. In biologia e in sociologia, però, il significato fondamentale dell’evoluzione era esattamente l’opposto: essa descriveva delle trasformazioni che portavano a livelli di complessità sempre maggiore. Come si possono mettere in relazione questi vari livelli del tempo? Il tempo moto usato in dinamica, il tempo connesso all’irreversibilità della termodinamica, il tempo storia della biologia e della sociologia? Chiaramente non è cosa facile. Eppure viviamo in un unico universo. Se vogliamo ottenere una visione coerente del mondo in cui siamo inseriti, dobbiamo trovare qualche strada per passare da una descrizione all’altra (4).

Se l’irreversibilità è un dato pervasivo della materia e se la distinzione tra passato e futuro è un precategoriale, «un tipo di concetto primitivo in un certo senso antecedente all’attività scientifica» (190), allora per comprendere come è fatto il mondo e come ci appare, bisogna transitare da una fisica e una metafisica dell’essere a una fisica e una metafisica del divenire. Già Aristotele aveva ben compreso che il tempo -come l’essere- si può dire in molti modi. Il tempo è certamente kinesis, movimento reversibile formulabile nel linguaggio della dinamica, ma è anche metabolé, movimento irreversibile di trasformazione formulabile con il linguaggio della termodinamica. L’uno non esclude l’altro, che invece si impiccano reciprocamente perché la complessità della natura va molto oltre il potere formalizzante dei linguaggi scientifici e filosofici. «Il caos dà origine all’ordine» (132), la maggior parte dei sistemi sufficientemente complessi costituiscono delle strutture non soltanto statiche e non soltanto divenienti ma metastabili, nel senso che in esse convivono reversibilità e irreversibilità, determinismo e probabilità, tempo ed eternità.
La fisica e la metafisica non sono più i saperi dell’immobilità, del nunc stans, della verità logica opposta alle apparenze, ma vanno sempre più diventando i saperi capaci di coniugare il tempo come divenire -χρόνος- – e il tempo come eternità -αἰών, poiché il tempo è anche l’unità degli opposti, è il coniugare le differenze mantenendole come differenze. La questione cosmologica è il luogo -alla lettera- nel quale la complessità del tempo si manifesta in tutta la sua ricchezza anche come durata del presente, che non è affatto il non-luogo della tradizione agostiniana e neppure soltanto il pur importante Specious Present di Clay e James ma è anche e soprattutto la materia densa di strutture molecolari della termodinamica:

Vediamo come è mutata drasticamente la descrizione del tempo se la si paragona con la rappresentazione tradizionale in cui si riteneva che il tempo fosse isomorfo a una linea retta (cfr. figura 10.8) precedente dal lontano passato (t → -∞) al lontano futuro (t → +∞). Il presente corrisponde allora a un unico punto che separa il passato dal futuro. Il presente viene fuori, per così dire, dal nulla e scompare nel nulla. Inoltre, essendo ridotto a un punto, esso è infinitamente contiguo al passato e al futuro. In questa rappresentazione non v’è distanza fra passato, presente e futuro. Al contrario, nella nostra rappresentazione, il passato è separato dal futuro da un intervallo misurato dal tempo caratteristico tc : possiamo parlare della durata del presente. È interessante come molti filosofi -Bergson, Whitehead- abbiano sottolineato la necessità di attribuire al presente una durata incomprimibile di tal genere. L’uso della seconda legge come principio dinamico porta precisamente a questa conclusione, e porta pure a una nuova non-località dello spazio. (213-214).

Prigogine riconosce in modo esplicito il contributo che alcuni filosofi -Bergson, Whitehead e Heidegger- hanno dato alla descrizione del cosmo e della materia come strutture in divenire, intrise di spaziotempo che produce materia e dalla materia è generato. Una temporalizzazione dello spazio per la quale ogni ente è anche un evento, ogni struttura è anche un’attività. Al pari di molte posizioni metafisiche, anche la fisica ha abbandonato ogni ingenuo realismo e si è data il compito di indagare e descrivere la complessità della quale quale siamo parte e che ci oltrepassa. La non-commutatività che rende impossibile uno stato nel quale la coordinata q e la quantità di moto p posseggano valori contemporaneamente ben definiti ha contribuito «a scuotere i fondamenti galileiani della fisica. Essa ha distrutto la convinzione che la descrizione fisica sia realistica in un senso ingenuo» (53).
Il mondo è diventato ai nostri occhi molto più incerto, fluttuante, diveniente, probabilistico, irreversibile. Il paradigma eleatico per il quale tutto è immobile nella sua perfezione, il paradigma platonico per il quale il gorgo del tempo è immagine mobile di un modello atemporale, costituiscono delle magnifiche costruzioni della mente razionale. Che però in quanto razionale deve anche misurarsi con l’esperienza empirica, biologica, sociale delle costruzioni individuali e collettive. Esperienza insieme psichica e materica, alla quale la termodinamica e il divenire offrono tutta la potenza di un mutamento inscritto nelle molecole, di un tempo che coincide con l’essere di tutte le cose possibili e pensabili. 

Salvatore Grandone su Animalia

Salvatore Grandone
Recensione a Animalia
in Figure dell’immaginario. Rivista internazionale (gennaio 2021)

«Un testo denso che affronta la questione dell’animale in una prospettiva plurale, ad un tempo ontologica, epistemologica, antropologica e socio-politica. Il lavoro di Alberto Giovanni Biuso prolunga idealmente le riflessioni sviluppate in Tempo e materia, mostrando sul campo come la metafisica del tempo-materia sia un valido strumento per descrivere il mondo della vita. […] Il modo di affrontare la questione del vivente di Biuso si inscrive anche nel solco di un’importante tradizione fenomenologica che supera la visione dell’animale-macchina. Biuso amplia infatti le analisi di Heidegger sviluppate ne I concetti fondamentali della metafisica. Mondo, finitezza, solitudine. […] D’altra parte non basta denunciare la hybris dell’uomo, che nella sua foga tecnocratica riduce la natura a mero serbatoio di risorse; occorre comprenderne le ragioni. Con grande lucidità, e senza cadere nella facile retorica animalista, Biuso mostra le radici antropologiche e biologiche della violenza umana nei confronti degli animali».

Il Prof. Grandone mi ha chiesto un’intervista sul libro; le sue domande sono state uno stimolo ad approfondire e chiarire alcune delle questioni centrali del testo: l’animalità come differenza; lo statuto della biologia; virus ed epidemie; misura umana e potenza del cosmo.

 

Il tempo

La Jetée
di Chris Marker
Francia, 1963
Con: Davos Hanich, Hélène Chatelain, Jacques Ledoux
Trailer del film

La jetée è il ‘molo’ dell’aeroporto di Paris-Orly dal quale nei giorni di festa le persone si dilettano a vedere gli aerei partire (questo accadeva negli anni Sessanta, ora gli aeroporti sono luoghi militarizzati, inaccessibili a chi non vola). Mentre tutto sembra tranquillo, un uomo cade. Assiste alla scena un bambino che non comprende che cosa stia accadendo ma di quella scena ricorda la bellezza, il viso, la sorpresa di una donna. Molti anni dopo si è consumata una guerra nucleare, Parigi è distrutta, i sopravvissuti vivono nel sottosuolo. Alcuni di loro svolgono sui prigionieri degli esperimenti volti a trovare dei ‘cunicoli temporali’ che attraverso la psiche permettano di fuggire dal presente invivibile verso il passato di pace o il futuro di rinascita.
Il bambino del molo, ora adulto, è una cavia ideale perché ossessivamente concentrato su quel momento della sua infanzia e sul ricordo di quella donna. Ritorna quest’uomo infatti nel passato, riconosce la donna, la frequenta, lei sempre giovane e lui ormai adulto; una domenica la incontra su quella terrazza dell’aeroporto dove la vicenda ebbe inizio. Il cerchio della vita e degli eventi si stringe nella inevitabilità dell’accadere, nella dinamica profonda della memoria, nella struttura ritornante e implacabile della materiatempo.
Un film breve -mezz’ora circa-, che non è un film ma una sorta di cineromanzo dentro un bianco e nero angosciante e splendente. E che però è un film per la densità della narrazione, la forza della voce che descrive l’accadere, la potenza formale della tragedia che è l’esserci, il desiderare, il morire, il ritornare e poi ancora l’esserci, il desiderare, il morire, il ritornare.
Una guerra è questo mondo, πόλεμος πάντων μὲν πατήρ ἐστι (Eraclito), il cui Signore è il tempo. La guerra mirabile della materia cosmica che si condensa, diventa stelle, si raffredda in pianeti, si evolve esplodendo e lanciando la propria energia nello spaziotempo, ritornando così a essere polvere che si addensa a formare nuove stelle e le galassie che le raccolgono, si formano, si dissolvono e si riformano, per sempre.
Una meraviglia, la cui unica nota stonata è la sofferenza che chiamiamo ζωή, vita. Ma è talmente insignificante da non dovercene davvero preoccupare. Nell’αἰών, negli eoni del tempo infinito, a dominare è la luce, che è una cosa sola con l’energia e con la materia, che è la materia.

[L’immagine raffigura la Nebulosa Messier 27 (Dumbell Nebula)]

Polvere cosmica

Star Stuff
di Milad Tangshir
Italia, 2019
Con: Gaspar Galaz, Emilio Molinari, Sivuyile Manxoyi, Willem Prins, Joan Rodriguez, Rodriguez Miguel, Martin Gonzelz, Fransiena Onke, David Barrera, Magdalena Blauun, Fernando Salgado, Betty Anza
Trailer del film

Collocata in un punto preciso e insieme cangiante – in ogni caso del tutto irrilevante – del cosmo, l’umanità ha sin dall’inizio cercato di capire che cosa fosse la fonte della luce che consente di vivere e quali enigmi racchiudesse il buio della notte, profondo sì ma abitato da luci molteplici e diverse, alcune fisse (le stelle) e altre erranti (i pianeti), variabili anche nell’intensità del loro manifestarsi.
La vicenda umana è quindi inseparabile dall’astronomia. Tre dei più importanti osservatori astronomici contemporanei – Atacama nel deserto del Cile, l’isola di La Palma nell’Oceano Atlantico, il Grand Karoo in Sudafrica – vengono in questo film presentati insieme agli umani che abitano quei luoghi. Non soltanto i rapporti tra astronomi, scienziati e abitatori ma anche e soprattutto le diverse credenze sulla natura del cielo, sull’ontologia cosmica. E poi le tradizioni, i sogni, le scoperte, le meditazioni, le riflessioni, i pensieri, le rabbie, le perdizioni e le riconquiste che a quelle terre derivano dalla potenza delle luci astrali.
Gli osservatori astronomici, questi tra i massimi risultati dell’ingegno e dell’ingegneria umani, diventano così luoghi palpitanti, nei quali l’evidente insignificanza – e ‘insignificanza’ è già troppo – della vita su questo pianeta si riscatta nel suo essere polvere di quelle stelle dalle quali gli enti raffreddandosi derivano; polvere delle galassie con il loro vertiginoso numero di mondi; polvere del magma solare del quale la Terra è stato un trascurabile sasso, diventato crosta, oceani, atmosfera.
La storia dell’astronomia è coinvolgente anche dal punto di vista teoretico per la pluralità delle tesi, delle ipotesi e dei metodi con i quali da almeno 3000 anni i cieli vengono studiati. E lo è anche per il fatto che l’astronomia non è soltanto una scienza sperimentale nel senso galileiano, poiché i suoi fenomeni sono osservabili ma non manipolabili. Come afferma nel film un astronomo cileno: «non posso immettere o togliere qualcosa nelle stelle e vedere l’effetto che fa; devo cercare di conoscere la loro storia e la loro natura da qui, da lontano, dalla interpretazione dei dati». E tuttavia a partire dai suoi fondamenti matematici e fisici (Pitagora, Platone, Democrito, Aristotele, Tolomeo) l’astronomia è sempre stata una scienza fondamentale. Questo significa, tra l’altro, che scienza e scienza sperimentale non sono sinonimi, che la seconda è un ambito più ristretto della prima.
La potenza del cielo – luminoso, oscuro, popolato di luci, in espansione, statico, vuoto, pieno – è tale da aver generato gli interrogativi più vari, le risposte più raffinate e più implausibili, le più formalizzate e insieme le più bizzarre. Tra le ultime, ad esempio, l’universo delle stringhe o i multiversi, ambiti nei quali la cosmologia mostra la propria assai stretta vicinanza con la fantascienza e ben oltre ogni fantasiosa metafisica.
Neppure i metodi delle scienze contemporanee possono rispondere alla domanda se l’universo abbia un tempo finito o se sia eterno, da sempre e per sempre (io credo che lo sia), ma certamente ci dicono che l’universo, inteso più concretamente come spaziotempo, è sostanzialmente vuoto, è continuo -non esistendo in esso  nulla di isolato dall’intero- è omogeneo ed è isotropo, il che significa (ed è un’acquisizione fondamentale) che nessun punto dell’universo può avere un qualche privilegio materico, osservativo e ontologico, tantomeno teologico. Come afferma in questo film l’astrofisico Emilio Molinari, «noi siamo tra i ‘qualunque’ dell’universo, come tanti altri qualunque».
Una conclusione che costituisce un definitivo affrancamento dall’ingenuità antropocentrica, della quale la filosofia e la cultura dell’antica Grecia erano già criticamente consapevoli e che l’astrofisica contemporanea ha definitivamente dissolto nell’immensità dello spazio e del tempo.
Anche questo porsi oltre ogni ingenuità epistemologica e antropocentrica fa dell’astronomia una scienza filosofica per eccellenza.

[L’immagine è di Francesco Battistella; raffigura la Nebulosa del Cigno, NGC 7000]

Sapienza hegeliana

Non è soltanto alla trascurabile componente biologica del mondo che è intrinseca la finitudine. Ciò che per il vivente – vegetale o animale che sia – si chiama morire, è in realtà l’esperienza universale del trapassare in altro, del metabolismo, dell’entropia, della metamorfosi, del divenire.
La struttura biologica aggiunge piuttosto all’universale potenza del dileguare la particolarità di farlo in quel tentativo, destinato sempre allo scacco, che è la riproduzione di una copia somigliante a sé, nella quale due entità entrambe finite presumono di differire il loro dileguarsi. Questo tentativo è una delle espressioni più chiare, drammatiche e banali della schlechte Unendlichkeit, della cattiva infinità che non smette mai di aggiungere vite a vite e dunque morte a morte: 

«Dieser Prozeß der Fortpflanzung geht hiermit in die schlechte Unendlichkeit des Progresses aus. Die Gattung erhält sich nur durch den Untergang der Individuen, die im Prozesse der Begattung ihre Bestimmung erfüllt [haben] und, insofern sie keine höhere haben, damit dem Tode zugehen»
«Questo processo della propagazione riesce alla mala infinità del progresso. Il genere si mantiene solo mediante la rovina degli individui; i quali nel processo dell’accoppiamento adempiono alla loro destinazione e, in quanto non ne hanno altra più elevata, vanno così incontro alla morte»
(Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften im Grundrisse, in «Gesammelte Werke», XIX, § 370; Enciclopedia delle scienze filosofiche in compendio, trad. di B. Croce, Mondadori, Milano 2008, p. 363).

Il fondamento di questo tentativo, insieme biologico e metafisico, abita nella necessità del negativo.
Se omnis determinatio est negatio, è anche perché il presentarsi di un ente rende impossibile il presentarsi di ogni altro ente nello stesso luogotempo; perché l’evento che sta accadendo esclude una quantità innumerevole di altri eventi, perché ogni processo è sempre e solo l’attualizzazione di una determinata potenzialità a esclusione di molte altre che pure sarebbero state possibili. Il nulla intrinseco alle strutture dell’essere è la differenza, è «die Zauberkraft, die es in das Sein umkehrt», la magica forza che volge il negativo nell’essere, una forza posta a coerente conclusione di una delle più chiare affermazioni del negativo che siano state pensate:
«Aber nicht das Leben, das sich vor dem Tode scheut und von der Verwüstung rein bewahrt, sondern das ihn erträgt und in ihm sich erhält, ist das Leben des Geistes, Er gewinnt seine Wahrheit nur, indem er in der absoluten Zerrissenheit sich selbst findet. Diese Macht ist er nicht als das Positive, welches von dem Negativen wegsieht, wie wenn wir von etwas sagen, dies ist nichts oder falsch, und nun, damit fertig, davon weg zu irgend etwas anderem übergehen; sondern er ist diese Macht nur, indem er dem Negativen ins Angesicht schaut, bei ihm verweilt. Dieses Verweilen ist die Zauberkraft, die es in das Sein umkehrt»
«Ma non quella vita che inorridisce dinanzi alla morte, schiva della distruzione; anzi quella che sopporta la morte e in essa si mantiene, è la vita dello spirito. Esso guadagna la sua verità solo a patto di ritrovare sé nell’assoluta devastazione. Esso è questa potenza, ma non alla maniera stessa del positivo che non si dà cura del negativo: come quando di alcunché noi diciamo che non è niente o che è falso, per passare molto sbrigativamente a qualcos’altro; anzi lo spirito è questa forza sol perché sa guardare in faccia il negativo e soffermarsi presso di lui. Questo soffermarsi è la magica forza che volge il negativo nell’essere»
(Die Phänomenologie des Geistes, «Gesammelte Werke», IX, p. 27; trad. di E. De Negri, Fenomenologia dello spirito, La Nuova Italia 1985, vol. I, p. 26).
Questa è la struttura dell’essere, questa è la struttura del tempo.

Sirio

Sullo statuto del presente: ontologia e storia
in Vita pensata, n. 23 – Novembre 2020
pagine 24-30

La sezione monografica del numero 23 di Vita pensata è dedicata al tema del presente.
Nel mio contributo ho cercato di mostrare quale possa essere il suo statuto sia in ambito ontologico-metafisico sia in quello storico.
Il testo si può leggere:
sul sito della rivista
in pdf .

Nel breve paragrafo conclusivo ho sintetizzato quanto credo di avere appreso negli ultimi anni. Ne riporto qui un brano:
«La filosofia si radica in ogni possibile presente in almeno tre modi: consapevolezza dei limiti umani, della nostra infima misura dentro lo splendore e l’immensità dell’intero; disincanto nei confronti della condizione di dolore e di morte non soltanto dell’umano ma di tutto ciò che è vivo; metamorfosi di questo consapevole disincanto in azione, in opera, in trasformazione della vita propria e delle relazioni, dei legami, della politica.
Esistere nel presente significa esserci non nel semplice presente fisico e matematico, infinitamente divisibile e anche per questo di fatto insussistente, ma nel presente come percezione della durata e suo significato. Un presente semantico prima di tutto. L’esistere ha una struttura asintotica, sempre aperta e mai definitiva. Vivere significa precisamente questo incompiuto che in ogni suo momento è sempre realizzato».

Fisica

Lee Smolin
La rinascita del tempo
Dalla crisi della fisica al futuro dell’universo
(Time  Reborn. From the Crisis in Physics to the Future of the Universe, 2013)
Trad. di S. Frediani
Einaudi, 2014
Pagine XXX-297

La credenza di molti fisici contemporanei che il tempo sia irreale costituisce una forma di platonismo matematico che ha però abbandonato il profondo legame che Platone sente con la realtà come intero e come problema, mettendo al posto di questa serietà ontologica il semplice fascino dell’eleganza e del formalismo matematici, i quali tuttavia non garantiscono in alcun modo la verità dei loro asserti ma soltanto il bisogno di eternizzarsi. Vale quindi assai di più per le scienze attuali che per Platone la giusta osservazione di Smolin per cui «vi è una certa grossolanità alla base di ogni tesi secondo la quale il nostro universo in definitiva è spiegato da un altro mondo più perfetto, che è separato da tutto ciò che percepiamo. Se cediamo a questa tesi, rendiamo permeabile il confine tra scienza e misticismo» (p. 12).
Molte delle teorie fisiche e cosmologiche contemporanee se non sono errate rimangono tuttavia delle approssimazioni, riferibili ad alcune piccole parti dell’universo, rappresentabili tramite oggetti matematici atemporali.
Lo sfrenato platonismo di queste teorie risiede nell’«assurdità dell’opinione che la matematica preceda la natura. In realtà la matematica viene dopo la natura. Non ha potere generativo. In altre parole, nella matematica le conclusioni sono imposte da implicazioni logiche, mentre in natura gli eventi sono generati da processi causali che agiscono nel tempo. Non è la stessa cosa; le implicazioni logiche possono modellare aspetti di processi causali, ma non sono identiche a processi causali. La logica non è lo specchio della causalità. La logica e la matematica colgono aspetti della natura mai tutta la natura» (252). La matematica è uno strumento splendido e assai potente al servizio della scienza, non è la scienza al servizio delle matematiche. L’idea galileiana che il mondo sia scritto in caratteri matematici ha contribuito alla comprensione di molti aspetti della realtà ma non descrive la realtà in quanto tale.

La teoria della relatività e la meccanica quantistica sono tra di loro opposte ma condividono il primato newtoniano della matematica. I fisici che praticano tale paradigma si comportano come gli zoologi da laboratorio, i quali studiano gli animali rinchiusi in condizioni totalmente artificiose, riducendone il comportamento a schemi prefissati e astratti. È accaduto che dal problema dei tre corpi alle simulazioni su supercomputer, «stelle formate da un numero enorme di atomi sono trattate come se fossero punti e l’influenza di qualsiasi altra cosa esterna al sistema di solito viene ignorata» (46). Come l’etologia libera gli animali studiandoli nella concretezza dei loro ambienti, così il paradigma della realtà del tempo libera la complessità del divenire dalla sua riduzione alle equazioni.
Il fatto, ad esempio, «che il movimento avviene nel tempo mentre la sua rappresentazione matematica è atemporale significa che non sono la stessa cosa» (36).
Il movimento, il divenire, le possibilità, i fenomeni, la materia, l’universo, costituiscono l’essere immenso e complesso che si dispiega in ogni anfratto del tempo e dello spazio. Il passaggio dal semplice al complesso non si trova nelle equazioni, non è previsto dal funzionamento di strutture atemporali. ‘Fare fisica in una scatola’ significa scambiare la parte per il tutto, il laboratorio per la natura, l’astrazione di un fatto isolato con la concretezza delle relazioni dentro le quali soltanto ogni ente, ogni evento e ogni processo possono accadere -ontologia- e possono essere spiegati -epistemologia.

Come la più parte dei fisici, anche Smolin è partito dalla tesi della irrealtà del tempo ma si è dovuto ricredere e con coraggio si è ricreduto, fino a sostenere una epistemologia per la quale «la descrizione più vera di qualcosa si ottiene specificandone le relazioni con le altre parti del sistema di cui fa parte» (XII);  un’ontologia temporale per la quale il tempo è «la chiave del significato della teoria quantistica e della sua futura unificazione con lo spazio, il tempo, la gravità e la cosmologia» (VIII); una metodologia falsificazionista che ritiene scientifico soltanto ciò che produce previsioni che possono essere falsificate; una coraggiosa concezione temporale anche delle leggi scientifiche, sottratte alle strutture platoniche di là dal tempo e dallo spazio concreti, esperibili, fenomenici.
Una prospettiva radicale, quindi, perché -davvero- «nulla trascende il tempo, nemmeno le leggi della natura. Le leggi non sono atemporali. Come qualunque altra cosa, sono caratteristiche del presente e si possono evolvere nel corso del tempo» (X), come già sostenne Peirce, secondo il quale per riuscire a spiegare la natura e il suo divenire anche le leggi naturali devono essersi evolute. Se l’universo infatti è tutto ciò che esiste, non è possibile che la sua spiegazione consista in qualcosa posto al di fuori dell’universo stesso. Le scienze e le loro leggi fanno parte di questo mondo e come questo mondo sono sottoposte a evoluzione, trasformazioni, mutamenti: «Può sembrare che far evolvere le leggi ne riduca il potere, ma in realtà fa crescere il potere complessivo della scienza. […] Se ammettiamo ai livelli più profondi della nostra concezione della natura l’evoluzione e il tempo, abbiamo più possibilità di comprendere questo misterioso universo in cui ci troviamo» (257).
Le leggi sono approssimazioni assai utili, le quali emergono dalle strutture materiche e ne condividono genesi e destino. Il tempo fenomenico è il tempo reale, «il tempo e il suo passaggio sono fondamentali e reali e le speranze e le credenze relative a verità e regni atemporali non sono altro che miti. Accettare il tempo significa essere convinti che la realtà consiste soltanto di ciò che è reale in ciascun momento del tempo» (X) e del suo moto inarrestabile, direzionale, continuo.
L’universo-blocco della teoria einsteiniana dell’invarianza, la visione di Julian Barbour di momenti discreti che rimangono tutti eterni, la consolazione che tutto questo apporta rispetto alla mortalità e alla finitudine, sono tutte forme di eternalismo ben note nella tradizione metafisica e che trovano la loro espressione più grande e più potente nell’ontologia parmenidea, alla quale Smolin contrappone una fisica eraclitea e un’ontologia nella quale riluce il frammento anassimandreo posto a epigrafe del libro: «Tutte le cose hanno origine l’una dall’altra, e periscono l’una nell’altra,  secondo la necessità […] in conformità con l’ordine del tempo».
Il relazionalismo implica la rinuncia al principio della «relatività della simultaneità e accettare che, al contrario, esiste un concetto di tempo globale privilegiato. Un punto importante è che ciò non comporta l’abbandono della relatività, ma soltanto la sua riformulazione» (168-169) mediante il superamento della località implicito nella teoria dei quanti. Infatti se nella relatività ristretta gli eventi sono simultanei solo quando avvengono nello stesso luogo, «in un universo quantistico, in cui ogni particella è potenzialmente a un passo di distanza da ogni altra particella, ogni cosa si troverà essenzialmente ‘nello stesso posto’. In un modello siffatto, non si ha il problema della sincronizzazione degli orologi, quindi esiste un tempo universale» (196).

Alla trasformazione della relatività e al tentativo di renderla compatibile con la fisica quantistica, si accompagna una riformulazione anche della termodinamica, la quale esclude il concetto di morte termica in uno stato definitivo di equilibrio entropico e di eventi sempre uguali e ritornanti, poiché se «i sistemi termodinamici normali finiscono nell’unico stato di equilibrio uniforme; i sistemi gravitazionalmente legati, antitermodinamici, finiscono in uno dei moltissimi stati estremamente eterogenei»; se «l’unico tipo di universo che sembri naturale dalla prospettiva atemporale del paradigma newtoniano è un universo morto in equilibrio, ovviamente diverso da quello in cui viviamo. Dalla prospettiva della realtà del tempo, invece, è del tutto naturale che l’universo e le sue leggi fondamentali siano asimmetrici rispetto al tempo, con una forte freccia del tempo che comprende aumenti di entropia per sistemi isolati insieme a una continua crescita di struttura e complessità» (232). E questo non implica, come mi sembra tenda a pensare Smolin, il rifiuto del determinismo. Se il libero arbitrio è un errore e un’illusione, lo è non perché la necessità preceda il divenire degli enti e degli eventi, la necessità accade mentre diviene.
Il fondamento anassimandreo ed eracliteo di tali proposte ha come snodo fondamentale i principi leibniziani di ragion sufficiente e di identità degli indiscernibili. Infatti, «se il tempo è reale, dovrebbe essere impossibile che esistano due momenti diversi ma identici. Il tempo è completamente reale sono in un universo leibniziano. Un universo leibniziano sarà pieno di complessità che genera un abbondante assortimento di configurazioni e strutture uniche. E sarà in perenne cambiamento, per garantire che ciascun momento possa essere distinto da ogni altro dalle strutture e dalle configurazioni presenti. Proprio come il nostro universo» (223).

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

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