Il punto cieco – fisica, tempo e coscienza

Consiglio a scienziati, pensatori, religiosi, complottisti, riduzionisti, relativisti, ecc, ecc la lettura di questo articolo sulla fisica, il tempo e la coscienza, che fa riflettere su quanto sappiamo oltre che sulla scienza stessa. Per comprenderlo meglio ho provato a tradurlo. Spero si capisca e che mi si perdonino i termini non corretti della personale “traduzione” dell’articolo The Blind Spot, di Adam Frank, Marcelo Gleiser e Evan Thompson pubblicato su  AEON che potete leggere in versione originale qui:  https://aeon.co/essays/the-blind-spot-of-science-is-the-neglect-of-lived-experience

IMG_20181122_105625.jpgIl problema del tempo è uno dei più grandi enigmi della fisica moderna. Primo elemento dell’enigma cosmologico. Per capire il tempo, gli scienziati parlano di trovare una “causa prima” o  “condizione iniziale” – una descrizione dell’Universo all’inizio (o al “tempo uguale a zero”). Ma per determinare le condizioni iniziali di un sistema, dobbiamo conoscere il sistema totale. Dobbiamo misurare le posizioni e le velocità delle sue parti costituenti, come particelle, atomi, campi e così via. Questo problema si scontra contro un muro invalicabile nel caso dell’origine dell’universo, perché non possiamo osservarlo dall’esterno. Non possiamo uscire fuori per guardare dentro, perché il dentro è tutto ciò che esiste. Una “causa prima” non è solo inconoscibile, ma anche scientificamente intelligibile.

La seconda parte della sfida è filosofica. Gli scienziati ritengono che il tempo fisico sia l’unico tempo reale – mentre il tempo esperienziale, il senso soggettivo del passare del tempo, è considerato una fabbricazione cognitiva di importanza secondaria. Il giovane Albert Einstein ha chiarito questa posizione nel suo dibattito con il filosofo Henri Bergson negli anni ’20, quando affermava che il tempo del fisico era l’unica realtà. Con l’età, Einstein divenne più cauto. Fino al momento della sua morte, rimase profondamente turbato su come trovare un posto per l’esperienza umana del tempo nella visione scientifica del mondo.

Questi dilemmi si basano sulla presunzione che il tempo fisico, con un punto di partenza assoluto, sia l’unico vero tempo. Ma cosa succede se la questione dell’inizio del tempo è mal posta? A molti di noi piace pensare che la scienza possa darci una descrizione completa e obiettiva della storia cosmica, distinta da noi e dalla nostra percezione. Ma questa immagine della scienza è profondamente imperfetta. Nella nostra spinta alla conoscenza e al controllo, abbiamo creato una visione della scienza come una serie di scoperte su come la realtà sia di per sé, una visione della natura con l’occhio del creatore.

Un tale approccio non solo distorce la verità, ma crea un falso senso di distanza tra noi e il mondo. Questa divisione deriva da ciò che chiamiamo il punto cieco, che la scienza stessa non può vedere. Nel punto cieco siede l’esperienza: la pura presenza e l’immediatezza della percezione vissuta.

Dietro il punto cieco si colloca la convinzione che la realtà fisica abbia il primato assoluto nella conoscenza umana, una visione che può essere chiamata materialismo scientifico. In termini filosofici, combina l’oggettivismo scientifico (la scienza ci parla del mondo reale, indipendente dalla mente) e del fisicalismo (la scienza ci dice che la realtà fisica è tutto ciò che esiste). Particelle elementari, momenti nel tempo, geni, il cervello: tutte queste cose sono considerate fondamentalmente reali. Al contrario, esperienza, consapevolezza e coscienza sono considerate secondarie. Il compito della scienza consiste nel capire come ridurli a qualcosa di fisico, come il comportamento delle reti neurali, l’architettura dei sistemi computazionali o qualche misura di informazione.

Questa struttura affronta due problemi intrattabili. Il primo riguarda l’oggettivismo scientifico. Non incontriamo mai la realtà fisica al di fuori delle nostre osservazioni. Le particelle elementari, il tempo, i geni e il cervello ci si manifestano solo attraverso le nostre misurazioni, modelli e manipolazioni. La loro presenza è sempre basata su indagini scientifiche, che si verificano solo nel campo della nostra esperienza.

Ciò non significa che la conoscenza scientifica sia arbitraria o una semplice proiezione delle nostre menti. Al contrario, alcuni modelli e metodi di indagine funzionano molto meglio di altri e possiamo verificarlo. Ma questi test non ci mostrano mai la natura così come è, al di fuori del nostro modo di vedere e agire sulle cose. L’esperienza è tanto fondamentale per la conoscenza scientifica quanto la realtà fisica che rivela.

Il secondo problema riguarda il fisicalismo. Secondo la versione più riduttiva del fisicalismo, la scienza ci dice che tutto, compresa la vita, la mente e la coscienza, può essere ridotto al comportamento dei più piccoli costituenti materiali. Non sei altro che i tuoi neuroni, e i tuoi neuroni non sono altro che piccoli pezzi di materia. Qui, la vita e la mente sono sparite, e solo la materia senza vita ad esistere.

Per dirla senza mezzi termini, l’affermazione secondo cui non esiste altro che realtà fisica è falsa o vuota. Se “realtà fisica” significa realtà come la descrive la fisica, allora l’affermazione secondo cui esistono solo fenomeni fisici è falsa. Perché? Perché la scienza fisica – compresa la biologia e la neuroscienza computazionale – non include la coscienza. Questo non vuol dire che la coscienza sia qualcosa di innaturale o soprannaturale. Il punto è che la scienza fisica non tiene conto dell’esperienza; ma sappiamo che l’esperienza esiste, quindi l’affermazione che le sole cose che esistono sono ciò che la scienza fisica ci dice è falso. D’altra parte, se la “realtà fisica” significa la realtà secondo una fisica futura e completa, allora l’affermazione che non c’è nient’altro che la realtà fisica è vuota, perché non abbiamo idea di come sarà una tale fisica futura, specialmente in relazione alla coscienza.

Oggettivismo e fisicalismo sono idee filosofiche, non scientifiche

Questo problema è noto come il dilemma di Hempel, dal nome dell’illustre filosofo della scienza Carl Gustav Hempel (1905-97). Di fronte a questo dilemma, alcuni filosofi sostengono che dovremmo definire come “fisico” tutto cio’ che e’ al di fuori delle regole  dell’emergentismo radicale (la vita e la mente emergono, ma non sono riducibili alla realtà fisica) e il panpsichismo (ovvero, che la mente esiste a tutti i livelli, anche a il livello microfisico, ed è fondamentale). Questa posizione darebbe al fisicismo un contesto definito, ma a costo di cercare di definire in anticipo cosa può significare “fisico”, invece di lasciare che il suo significato emerga dalla fisica.

Noi rifiutiamo questo passo. Qualunque cosa significhi “fisico” dovrebbe essere determinato dalla fisica e non dalla riflessione di qualcuno seduto in poltrona. Dopo tutto, il significato del termine “fisico” è cambiato radicalmente dal XVII secolo. Una volta si pensava che la materia fosse inerte, impenetrabile, rigida e soggetta solo alle interazioni deterministiche e locali. Oggi sappiamo che questo è sbagliato sotto tutti gli aspetti: accettiamo che ci siano diverse forze fondamentali, particelle che non hanno massa, l’indeterminatezza quantistica e relazioni non locali. Dovremmo aspettarci ulteriori cambiamenti drammatici nel nostro concetto di realtà fisica in futuro. Per queste ragioni, non possiamo definire in modo semplice ciò che significa il termine “fisico”  se non come un mezzo per uscire dal dilemma di Hempel.

Oggettivismo e fisicalismo sono idee filosofiche, non scientifiche – anche se alcuni scienziati le sposano. Essi non discendono logicamente da ciò che la scienza ci dice sul mondo fisico, o dal metodo scientifico. Dimenticano che queste prospettive sono un pregiudizio filosofico, non un semplice dato, i materialisti scientifici ignorano i modi in cui l’esperienza immediata e il mondo non possono mai essere separati.

Non siamo soli nelle nostre opinioni. Il nostro lavoro sul punto cieco è basato sul lavoro di due importanti filosofi e matematici, Edmund Husserl e Alfred North Whitehead. Husserl, il pensatore tedesco che fondò il movimento filosofico della fenomenologia, sostenne che l’esperienza vissuta è la fonte della scienza. È assurdo, in linea di principio, pensare che la scienza possa uscirne fuori. Il “mondo della vita” dell’esperienza umana è il “terreno radicato” della scienza, e la crisi esistenziale e spirituale della cultura scientifica moderna – ciò che chiamiamo il punto cieco – deriva dal dimenticare il suo primato.

Whitehead, che insegnò all’Università di Harvard dagli anni ’20, sostenne che la scienza si basa su una fede nell’ordine della natura che non può essere giustificata dalla logica. Quella fede si basa direttamente sulla nostra esperienza immediata. La cosiddetta filosofia del processo di Whitehead si basa sul rifiuto della “biforcazione della natura”, che divide l’esperienza immediata nelle dicotomie della mente contro il corpo e della percezione contro la realtà. Invece, egli ha sostenuto che ciò che chiamiamo “realtà” è costituito da processi in evoluzione che sono ugualmente fisici ed esperienziali.

Non c’e’ ambito migliore per comprendere la distorsione materialistica nella scienza che la fisica quantistica, la scienza degli atomi e delle particelle subatomiche. Gli atomi, concepiti come elementi costitutivi della materia, sono noti fin dai Greci. Le scoperte degli ultimi 100 anni sembrerebbero una conferma per tutti coloro che hanno sostenuto una concezione atomista e riduzionista della natura. Ma ciò che i greci, Isaac Newton e gli scienziati del diciannovesimo secolo intendevano per “cosa” chiamato “atomo” e cosa intendiamo oggi, sono molto diversi. In effetti, è la nozione stessa di una “cosa” sia la meccanica quantistica ad essere chiama in causa.

Il modello classico per descrivere i “bit” di materia coinvolge piccole palle da biliardo, che si raggruppano e si muovono in varie forme e stati. Nella meccanica quantistica, tuttavia, la materia ha le caratteristiche di entrambe le particelle e le onde. Ci sono anche dei limiti alla precisione con cui le misure possono essere fatte, e le misure sembrano disturbare la realtà che gli sperimentatori stanno cercando di investigare.

Oggi le interpretazioni della meccanica quantistica non sono d’accordo su quale sia la materia e quale sia il nostro ruolo rispetto ad essa. Queste differenze riguardano il cosiddetto “problema della misurazione”: in che modo la funzione d’onda dell’elettrone si trasforma da una sovrapposizione di più stati collassando a singolo stato durante l’osservazione. Per diverse scuole di pensiero, la fisica quantistica non ci dà accesso al modo in cui il mondo fondamentalmente è fatto. Piuttosto, ci consente solo di capire come si comporta la materia in relazione alle nostre interazioni con esso.

Costruiamo un falso idolo della scienza come qualcosa che conferisce una conoscenza assoluta

Secondo la cosiddetta interpretazione di Copenaghen di Niels Bohr, ad esempio, la funzione d’onda non ha realtà al di fuori dell’interazione tra l’elettrone e il dispositivo di misurazione. Altri approcci, come le interpretazioni di “altri mondi” e delle “variabili nascoste”, cercano di preservare uno status indipendente dall’osservatore rispetto alla funzione d’onda. Ma questo si paga aggiungendo cose complesse come universi paralleli non osservabili. Un’interpretazione relativamente nuova nota come Quantum-Bayesianism (QBism) – che combina la teoria dell’informazione quantistica e la teoria della probabilità bayesiana – prende una visione diversa; interpreta la natura probabilistica di uno stato quantistico non come un elemento della realtà, ma come i gradi di credibilità che ogni elemento ha sul risultato di una misurazione. In altre parole, fare una misura è come fare una scommessa sul comportamento del mondo, e una volta effettuata la misurazione, aggiornare la propria conoscenza. I sostenitori di questa interpretazione a volte lo descrivono come “realismo partecipativo”, perché l’agire dell’uomo è intrinseco nel processo fisico come mezzo per acquisire la conoscenza del mondo. Da questo punto di vista, le equazioni della fisica quantistica non si riferiscono solo all’atomo osservato ma al sistema osservatore atomo nel suo complesso in una sorta di “osservazione-partecipata”.

Il realismo partecipativo è controverso. Ma è proprio questa pluralità di interpretazioni, con una varietà di implicazioni filosofiche, che mina la misurata certezza della posizione materialista e riduzionista sulla natura. In breve, non esiste ancora un modo semplice per rimuovere la nostra esperienza di scienziati dalla comprensione del mondo fisico.

Questo ci riporta al punto cieco. Quando guardiamo gli oggetti della conoscenza scientifica, tendiamo a dimenticare le esperienze sui quali si basano. Non vediamo come l’esperienza renda possibile la loro esistenza. Perdendo di vista la centralità dell’esperienza, costruiamo un falso idolo della scienza come qualcosa che conferisce una conoscenza assoluta della realtà, indipendentemente da come si presenta e da come interagiamo con essa.

Il punto cieco si rivela anche nello studio della coscienza. La maggior parte delle discussioni scientifiche e filosofiche sulla coscienza si focalizzano sui “qualia” – gli aspetti qualitativi della nostra esperienza, come il bagliore rosso percepito al tramonto o il sapore aspro di un limone. I neuroscienziati hanno stabilito strette correlazioni tra tali qualità e alcuni stati cerebrali, e sono stati in grado di manipolare il modo in cui sperimentiamo queste qualità agendo direttamente sul cervello. Tuttavia, non c’è ancora alcuna spiegazione scientifica dei qualia in termini di attività cerebrale – o di qualsiasi altro processo fisico in termini di materia. Né vi è alcuna reale comprensione di come ciò ci apparirebbe.

Il mistero della coscienza include più del semplice qualia. C’è anche la questione della soggettività. Le esperienze hanno un carattere soggettivo; si verificano in prima persona. Perché un determinato tipo di sistema fisico dovrebbe accorgersi di esserne assoggettato? La scienza non ha una risposta a questa domanda.

Scavando in profondità, prima di tutto potremmo chiederci come l’esperienza riesca ad avere una struttura soggetto-oggetto. Scienziati e filosofi lavorano spesso con l’idea di una mente “interiore” o di un soggetto in grado di capire un mondo esterno o un oggetto. Ma filosofi di diverse tradizioni culturali hanno messo alla prova questa immagine. Per esempio, il filosofo William James (la cui nozione di “pura esperienza” influenzò Husserl e Whitehead) scrisse nel 1905 sul “percezione attiva di vivere di cui tutti godiamo, prima che il riflettere frantumi il nostro mondo istintivo”. Quel senso di vita attivo non ha una struttura interno-esterno / soggetto-oggetto; è la riflessione successiva che impone questa struttura all’esperienza.

Più di un millennio fa, Vasubandhu, un filosofo buddista indiano tra il IV e il V secolo EV, criticò la reificazione dei fenomeni in soggetti indipendenti rispetto a oggetti indipendenti. Per Vasubandhu, la struttura soggetto-oggetto è una realtà profonda, distorsione cognitiva di una rete causale di momenti fenomenologici che non hanno un soggetto interiore che afferra un oggetto esterno.

Per tornare da dove eravamo partiti, può accadere che in certi stati di assorbimento intensi – durante la meditazione, la danza o le performance di grande abilità – la relazione soggetto-oggetto può decadere, lasciandoci con un senso di pura e semplice presenza. Come è possibile una tale presenza fenomenologica possa accedere in un mondo fisico? La scienza tace su questa domanda. Eppure, senza una tale presenza fenomenologica, la scienza è impossibile, poiché la presenza è una condizione preliminare affinché qualsiasi osservazione o misura sia possibile.

I materialisti scientifici sosterranno che il metodo scientifico ci consente di uscire dall’esperienza e di cogliere il mondo così com’è. Come sarà chiaro ormai, non siamo d’accordo; anzi, crediamo che questo modo di pensare travisi il vero metodo e la pratica della scienza.

In generale, ecco come funziona il metodo scientifico. Per prima cosa, mettiamo da parte aspetti dell’esperienza umana sui quali non possiamo sempre essere d’accordo, ovvero come le cose ci appaiono o si assaporano o si sentono. Secondo, usando la matematica e la logica, costruiamo modelli astratti e formali che trasformiamo in oggetti condivisi nell’opinione comune. Terzo, interveniamo nel corso degli eventi isolando e controllando le cose che possiamo percepire e manipolare. Quarto, usiamo questi modelli astratti e tangibili per calcolare gli eventi futuri. Quinto, mettiamo a confronto questi eventi previsti con le nostre percezioni. Un ingrediente essenziale di tutto questo processo è la tecnologia: le macchine – le nostre attrezzature – che standardizzano queste procedure, amplificano i nostri poteri di percezione e ci consentono di controllare i fenomeni ai nostri fini.

Il punto cieco sorge quando iniziamo a credere che questo metodo ci dà accesso alla realtà senza sovrastrutture. Mentre, l’esperienza è presente ad ogni passo. I modelli scientifici devono essere estratti dalle osservazioni, spesso mediati dalla nostra complessa attrezzatura scientifica. Sono idealizzazioni, non cose reali nel mondo. Il modello di Galileo di un piano senza attrito, per esempio; il modello di Bohr dell’atomo con un nucleo piccolo e denso con elettroni che ruotano attorno ad esso in orbite quantizzate come pianeti attorno a un sole; modelli evolutivi di popolazioni isolate – tutti questi esistono nella mente dello scienziato, non nella natura. Sono rappresentazioni mentali astratte, non entità indipendenti dalla mente. Il loro potere deriva dal fatto che sono utili per aiutare a fare previsioni verificabili. Ma anche questi non ci portano mai fuori dall’esperienza, poiché richiedono specifiche abilità di osservatori altamente qualificati.

Per questi motivi, l’obiettività scientifica non può prescindere dall’esperienza esterna; in questo contesto, “obiettivo” significa semplicemente qualcosa che è fedele alle osservazioni concordate da una comunità di investigatori che utilizzano determinati strumenti. La scienza è essenzialmente una forma altamente raffinata di esperienza umana, basata sulle nostre capacità di osservare, agire e comunicare.

La tesi che la scienza rivela una “realtà” perfettamente oggettiva è più teologica che scientifica

Quindi la convinzione che i modelli scientifici corrispondano a come le cose sono veramente non deriva dal metodo scientifico. Invece, deriva dall’antico impulso – spesso riscontrabile nelle religioni monoteistiche – di conoscere il mondo così com’è, come fa Dio. La tesi che la scienza rivela una “realtà” perfettamente oggettiva è più teologica che scientifica.

I recenti filosofi della scienza che hanno come scopo confutare un tale “ingenuo realismo” sostengono che la scienza non culmina in un’unica immagine di un mondo indipendente dalla teoria. Piuttosto, vari aspetti del mondo – dalle interazioni chimiche alla crescita e sviluppo degli organismi, alle dinamiche cerebrali e interazioni sociali – possono essere descritti più o meno con successo da modelli parziali. Questi modelli sono sempre legati alle nostre osservazioni e azioni e circoscritti nella loro applicazione.

Campi come la teoria dei sistemi complessi e la network science aggiungono argomentazioni matematiche a queste affermazioni concentrandosi sull’insieme piuttosto che sulla riduzione in parti. La teoria dei sistemi complessi è lo studio di sistemi, come il cervello, gli organismi viventi o il clima globale della Terra, il cui comportamento è difficile da modellare: il modo in cui il sistema risponde dipende dal suo stato e contesto. Tali sistemi esibiscono auto-organizzazione, una formazione spontanea di schemi e una forte dipendenza dalle condizioni iniziali (cambiamenti molto piccoli alle condizioni iniziali possono portare a risultati molto diversi).

La network science analizza sistemi complessi modellando gli elementi come nodi connessi da collegamenti. Spiega il comportamento in termini di topologie di rete – le disposizioni di nodi e connessioni – e le dinamiche globali, piuttosto che in termini di interazioni locali a livello micro.

Ispirandosi a queste idee, proponiamo una visione alternativa che cerca di andare oltre il punto cieco. La nostra esperienza e ciò che chiamiamo “realtà” sono inestricabili. La conoscenza scientifica è una narrazione che si auto corregge fatta dal mondo che ci circonda e dalla nostra esperienza che si evolve continuamente. La scienza e i suoi problemi più impegnativi possono essere riformulati una volta che si capisca questo collegamento.

Torniamo al problema con cui abbiamo iniziato, la questione del tempo e l’esistenza di una causa prima. Molte religioni hanno affrontato la nozione di una causa prima nelle loro narrazioni sui miti della creazione. Per spiegare da dove viene tutto e come viene originato, assumono l’esistenza di un potere assoluto o di una divinità che trascende i confini dello spazio e del tempo. Con poche eccezioni, Dio o gli dei creano dall’esterno per dare origine a ciò che è dentro.

A differenza dei miti, tuttavia, la scienza è costretta dal suo quadro concettuale a funzionare lungo una catena causale di eventi. La causa prima è una chiara rottura di tale causalità – come i filosofi buddisti hanno sottolineato molto tempo fa nei loro argomenti contro la posizione teista indù che ci deve essere una causa prima divina. Come potrebbe esserci una causa che non era di per sé un effetto di qualche altra causa? L’idea di una causa prima, come l’idea di una realtà perfettamente oggettiva, è fondamentalmente teologica.

Il tempo del fisico dipende dal suo significato sulla nostra esperienza del tempo vissuto

Questi esempi suggeriscono che il “tempo” avrà sempre una dimensione umana. Il meglio che possiamo immaginare è di costruire un resoconto cosmologico scientifico che sia coerente con ciò che possiamo misurare e conoscere dall’Universo dall’interno. La spiegazione non può mai essere una descrizione finale o completa della storia cosmica. Piuttosto, deve essere una narrazione continua e che si corregge costantemente. Il “tempo” è la spina dorsale di questa narrazione; la nostra esperienza del tempo è necessaria per dar senso alla narrativa significativa. Con questa intuizione, sembra che il tempo del fisico sia secondario; è semplicemente uno strumento per descrivere i cambiamenti che siamo in grado di osservare e misurare nel mondo naturale. Il tempo del fisico, quindi, dipende dal suo significato sulla nostra esperienza del tempo vissuto.

Ora possiamo apprezzare il significato più profondo dei nostri tre enigmi scientifici: la natura della materia, la coscienza e il tempo. Puntano tutti verso il punto cieco e sulla necessità di riformulare il modo in cui pensiamo alla scienza. Quando cerchiamo di comprendere la realtà concentrandoci solo su cose fisiche al di fuori di noi, perdiamo di vista le esperienze dalle quali partiamo. Gli enigmi più profondi non possono essere risolti in termini puramente fisici, perché coinvolgono l’inevitabile presenza dell’esperienza nell’equazione. Non c’è modo di rendere la “realtà” separata dall’esperienza, perché le due sono sempre intrecciate.

Infine, “vedere” il punto cieco è risvegliarsi da un’illusione di conoscenza assoluta. È anche abbracciare la speranza che possiamo creare una nuova cultura scientifica, in cui ci vediamo entrambi come un’espressione della natura e come una fonte di miglioramento della comprensione della natura. Abbiamo bisogno di una scienza alimentata da questa sensibilità in modo che l’umanità possa prosperare nel nuovo millennio.

Informazioni su Giovanni Mazzitelli

Senior Researcher - field of interest high energy physics and particle accelerators; science communication and education; sail and alpinism lover
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