08 settembre 2011

I cervelli di Boltzmann

Scommetto che non vi siete mai posti il problema, ma sentite qua: tutto quello che pensate di sapere, di ricordare, di sperimentare, potrebbe essere nient'altro che un'illusione elaborata da un network cognitivo sbucato spontaneamente dal disordine. Un cervello assemblatosi grazie a un moto casuale di particelle, magari l'unico cervello dell'intero universo, impegnato a elaborare un mondo che vi si presenta perfettamente coerente - dalle teorie fisiche che lo descrivono, alle frasi che state leggendo in questo momento sullo schermo - ma che non è altro che apparenza momentanea. Per quanto ne sapete, potreste essere nient'altro che una fluttuazione casuale emersa da un precedente stato di alta entropia.

Che ve ne pare? Sembra l'estremo delirio di un solipsista, o fantascienza stile Matrix. Ma è un'idea che risale al diciannovesimo secolo, e per l'esattezza a Ludwig Boltzmann. Il quale, come tutti i suoi contemporanei, era convinto che l'universo dovesse essere esistito da sempre. La cosa, però, lo metteva di fronte a un paradosso: come mai l'universo non aveva già da tempo raggiunto uno stato di morte termica, senza organizzazione e senza ordine - una situazione noiosa e sempre uguale a se stessa, ben diversa da quella che osserviamo?

Boltzmann immaginò che una possibile soluzione fosse nascosta nelle pieghe del caso. Con un'eternità a disposizione, anche da un sistema in equilibrio può di tanto in tanto saltare fuori un'isola ordinata. Se una scimmia che picchia sui tasti di un computer, avendo abbastanza tempo a disposizione, può scrivere per puro caso una terzina dantesca, allora il moto casuale di un insieme di atomi può, aspettando per l'eternità, dare vita a una regione con le caratteristiche che osserviamo nel nostro universo. Per improbabile che possa essere, abbiamo tutto il tempo che vogliamo perché la cosa si realizzi.

Il problema di questa soluzione è che si scontra con le osservazioni. Sarebbe infatti molto più probabile l'emergere spontaneo dal caos di qualcosa di meno complesso di un intero universo: che so, un divano, o un unico pianeta abitato fluttuante in mezzo al nulla. Oppure un cervello galleggiante nello spazio. Sarebbe quindi molto più "naturale" ritrovarsi a essere uno di questi cervelli solitari, piuttosto che un osservatore che vede intorno a sé un intero universo dotato di ordine e struttura, anche in zone che vengono esplorate per la prima volta. Il che ha portato i fisici a scartare l'ipotesi che l'universo sia una fluttuazione e a ricercare la causa dell'ordine nelle condizioni iniziali da cui tutto quello che osserviamo ha avuto origine.

L'argomento dei cervelli di Boltzmann è però risbucato fuori recentemente, quando i cosmologi hanno iniziato a interessarsi a modelli che prevedono una proliferazione di universi che va avanti all'infinito (come nell'inflazione caotica di Linde o nel multiverso di Susskind). Calcoli alla mano, in molti di questi modelli l'osservatore "tipico" (qualunque cosa voglia dire, e c'è molto disaccordo sulla definizione) dovrebbe essere proprio uno di questi cervelli che emerge momentaneamente dal caos. Il che porta a sospettare che ci sia qualcosa che non va.

Ma, ehi, un momento: chi mi garantisce che in effetti tutto l'ordine e struttura che osservo, tutti i ricordi e le cose che ho imparato, non siano i prodotti mentali di un cervello galleggiante nel nulla, piuttosto che una proprietà del mondo esterno? Nessuno, in effetti. Così come nessuno può escludere di vivere in una simulazione creata da un'intelligenza superiore o di essere il sogno di una farfalla. (A questo punto, di solito, interviene una squadra di filosofi in tenuta antisommossa.) Sembra solo un'ipotesi estremamente artificiosa e improbabile, oltre che completamente instabile dal punto di vista cognitivo (perché se le mie memorie sono false, lo sono anche le conclusioni che ne traggo). Molto meglio prendere l'universo per quello che sembra, e provare a capirlo, se ci riusciamo.

14 commenti:

  1. Roba difficile! Ci vorrebbe Brocco Uttiglione, magari con l'aiuto di Maurizio Gasparri, Caldiroli e il Trota.

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  2. Quanto mi piacerebbe fare il filosofo in tenuta antisommossa. Quanto!

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  3. E poi, 'sta storia di Zhuāngzǐ e della farfalla che si sognano a vicenda e dell'uso di un problema di filosofia della mente per trovare soluzione all'ulteriore problema della paura della morte è semplicemente meravigliosa.

    Pensare che noi (anzi voi) avete ancora sta storia dell'inferno e del paradiso. Dimenticavo il purgatorio, creato così, d'emblée, nel 1274.

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  4. Non so se ciò mi qualifica automaticamente come filosofo in tenuta antisommossa, ma l'idea del mondo della conoscenza come possibile inganno era già stata posta con forza da Cartesio, proprio all'inizio dell'età moderna. Il francese si autorassicurò, e rassicurò contemporanei ed epigoni, ricorrendo a una versione dell'argomento ontologico: noi siamo esseri imperfetti, ma abbiamo l'idea della perfezione. Questa non può perciò venire da noi stessi, ma deve venire da un essere perfettissimo, esistente (perché l'esistenza è connaturata all'idea di perfezione) e non ingannatore, Dio.

    Kant, molto prosaicamente, demolì per sempre l'argomento ontologico, spiegando che pensare di avere 100 talleri in saccoccia è cosa del tutto diversa - e peraltro ininfluente - rispetto al possedere davvero quei soldi. Insomma, l'idea della perfezione non ha nulla a che fare con l'esistenza reale della cosa perfetta. E tuttavia lo stesso Kant dovette immaginarsi un metafisico "regno dei fini", per trovare una consolazione alla terribile ingiustizia di un mondo in cui meriti e premi non erano (e non sono) distribuiti in modo proporzionale.

    Come ogni forma di consolazione, l'idea di Kant di un garante divino della realtà e della giustizia del mondo non è scientificamente fondata e dunque non ci resta che rassegnarci all'impossibilità di sapere se l'universo in cui viviamo sia una realtà autonoma o una sofisticata allucinazione soggettiva. Tuttavia a me questo è sempre sembrato un falso problema. Per sapere come stanno le cose al di là della nostra individualità, dovremmo entrare in un paradosso: acquisire una conoscenza slegata da qualsiasi rapporto con
    noi stessi come soggetti della conoscenza. Dovremmo cioè "vedere" quella che Kant chiamava la cosa in sé, il che è per definizione impossibile.

    L'universo è e sempre sarà, per esseri conoscenti come noi siamo, l'insieme delle nostre esperienze, intuizioni e conoscenze. L'ordine e la correlazione di questo edificio sono sufficientemente solidi da farci ritenere più che probabile che l'edificio esista realmente e indipendentemente da noi, così come è probabile che in corrispondenza della sorgente Cygnus-X1 via sia un buco nero, anche se, per la natura intrinseca dei buchi neri, l'oggetto non può essere direttamente esperibile. E tutto sommato, se alla fine l'universo fosse soltanto un sogno di un solitario cervello cosmico, non sposterebbe di una virgola l'ammirazione per l'ordine, la grandezza e la complessità di questo tutto (qualunque cosa esso sia).

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  5. "Scommetto che non vi siete mai posti il problema, ma sentite qua"

    A dire il vero lavorando da un anno sullo studio della coscienza umana e percezione del dolore, capita di chiederselo :)

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  6. Mi sembra che una soluzione più convincente sia quella proposta da Wittgenstein che dal razionalismo di Cartesio-Kant-Popper: "Tutti i controlli, tutte le conferme e le confutazioni di un'assunzione, hanno luogo già all'interno di un sistema. E precisamente, questo sistema non è un punto di partenza più o meno arbitrario, e più o meno dubbio di tutte le nostre argomentazioni, ma appartiene all'essenza di quello che noi chiamiamo argomentazione. Il sistema non è tanto il punto di partenza, quanto piuttosto l'elemento vitale dell'argomentazione."

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  7. Cartesio nelle Meditationes si descrive in vestaglia invernale vicino al fuoco mentre ipotizza che tutto sia partorito da un dispettoso ed ingannatore "genio maligno". Certo i cervelli galleggianti nello spazio sono un po' più XXI secolo, ma la sostanza quella è. ;)

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  8. per ampliare il problema: putnam nell'esperimento mentale "cervelli in una vasca" sostiene essenzialmente che le affermazioni sul mondo di un cervello solipsista sarebbero tutte false, compresa quella di essere un cervello solipsista (che invece, alla prova dei fatti, sarebbe vera): ciò metterebbe in contraddizione il solipsismo.
    segnalo l'argomentazione anche se non mi convince granché, io sarei più portato a considerare il problema dallo stesso punto di vista di michele, qui sopra.

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  9. sodinonsapere09/09/11 19:59

    Tuttavia restiamo ancora in attesa di un qualcosa sul tempo, dopo il congresso a bordo di una nave, addirittura, di cui ci ha dato notizia.

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  10. Naturalmente quello del cervello che "crea" la realtà è un argomento che nelle sue varie forme è stato affrontato dai filosofi di tutte le epoche. Il tentativo di confutazione di Putnam è in quel filone che qualifica la questione come instabile dal punto di vista cognitivo, come accennavo nel post. Infine, questo in fondo è un post sul tempo, visto che Boltzmann tirò fuori la sua argomentazione proprio per spiegare l'aumento dell'entropia e quindi la direzione del tempo.

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  11. Il mondo è stato creato ieri da un demone che ci ha dotato di falsi ricordi.

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  12. In realtà tutte le ipotesi di mondi immaginari, di cervelli creatori e di farfalle sognanti semplicemente divergono dalla realtà intesa come l'insieme delle iterazioni che hanno creato la storia di questo pianeta (che è l'universo che conosciamo meglio): se fossimo così diversi da ciò che siamo che senso avrebbe ricreare in modo irreale il nostro passato e la nostra evoluzione? Che senso avrebbero i resti delle civiltà passate? e degli ominidi? Chi sognerebbe il sogno dell'evoluzionismo darwiniano e chi immaginerebbe la meccanica quantistica? E per restare al concetto di tempo perchè un cervello dovrebbe ricreare la condizione di un universo in cui il disordine aumenta di continuo? La cosa più facile da ricreare e simulare è un universo statico non uno in evoluzione.
    In pratica ciò che osserviamo è un mondo tutt'altro che perfetto e tutt'altro che facile da immaginare e a me basta per convincermi che non siamo una simulazione

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  13. sodinonsapere09/09/11 23:13

    Per quanto mi riguarda, mi convinco sempre più che, in realtà, potrebbero esistere più frecce del tempo. D'altra parte, mi pare un vero e proprio arbitrio, per giunta superficiale, considerare che le regole della fisica funzionino allo stesso modo, a prescindere dalla direzione del tempo, quasi come un giochino, uno scherzo irrilevante della fisica stessa, di cui, con tutta disinvoltura, ci si può anche non occupare. Un motivo deve pur esserci. Insomma, è come un mosaico dove ci sta una tessera che non si sa dove mettere e quindi la si ignora proprio.

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  14. Sì, hai perso la scommessa, Amedeo.
    Perché questo dubbio assoluto e sconvolgente è connaturato al nostro pensiero.
    Platone: La Repubblica: il mito della Caverna.
    Pedro Calderon de la Barca : La vida es sueño.
    Siamo lontanissimi da Matrix, da Boltzmann e anche da Descartes e da Kant, già citati, ma il dubbio che tutto sia un inganno (il genio maligno cartesiano che cita Popinga), bene, quel dubbio prima o poi passa nella mente di ogni uomo.
    E' un dato di fatto: tutto l'universo là fuori esiste per noi solo quando attraverso i nostri sensi riusciamo a vederlo, comprenderlo ed immaginarlo. Una volta che l'abbiamo immaginato, potremmo farne a meno.
    Ecco il punto: l'immaginazione. Il nostro chilo e mezzo di cervello riesce ad immaginare cose che non esistono e forse non possono esistere in tutto quell'immenso che c'è la fuori.
    Per esempio: l'eternità.
    Tu dici: “Il problema di questa soluzione è che si scontra con le osservazioni. Sarebbe infatti molto più probabile l'emergere spontaneo dal caos di qualcosa di meno complesso di un intero universo”.
    Ebbene, nell'eternità tutto ciò che è possibile, indipendentemente dalla sua probabilità, avverrebbe infinite volte in tutti i luoghi possibili.
    Possiamo quindi immaginare il multiverso, come immaginiamo Dio, ma mi pare che questo abbia poco a che vedere con la scienza. E' più simile alla fede o alla letteratura.
    Quando hai scritto della scimmia che batte a caso sulla tastiera, mi sono ricordato della “Biblioteca di Babel” di Borges, dove un numero infinito di volumi di 410 pagine contengono tutti gli scritti dell'umanità in tutte le lingue dai caratteri latini, tutte le traduzioni, tutti i testi (anche quelli che nessuno ha mai scritto e mai neppure pensato) e tutte le possibili combinazioni di caratteri senza senso o con un senso che l'umanità non può comprendere, il tutto ripetuto per infinite volte. (Chi non l'avesse letto rimedi subito!)
    Cosa voglio dire con questo? dice l'assessore Cangini...
    Che la più grande meraviglia è la mente umana, e ancora di più il fatto che ogni mente abbia le stesse impostazioni di base, le stesse direttive di sviluppo, giunga ad alcune conclusioni costanti, ma sempre diverse. Ogni uomo è un'isola, un'isola diversa (mi perdoni John Donne !).

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