A seguito dei commenti scoraggianti seguiti al post della settimana scorsa sull’Associazione Parapsicologica, sembra che valga la pena di chiarire in dettaglio l’affermazione che i fenomeni parapsicologici non sono coerenti con le leggi della fisica conosciute. Il punto principale qui è che, mentre ci sono certamente molte cose che la scienza moderna non capisce, ci sono anche molte cose che capisce, e queste cose semplicemente non permettono la telecinesi, la telepatia, ecc. Il che non vuol dire che possiamo provare che queste cose non sono reali. Non possiamo, ma questa è un’affermazione completamente inutile, poiché la scienza non prova mai nulla; semplicemente non è così che funziona la scienza. Piuttosto, accumula prove empiriche a favore o contro varie ipotesi. Se possiamo dimostrare che i fenomeni psichici sono incompatibili con le leggi della fisica che attualmente comprendiamo, allora il nostro compito è quello di bilanciare la plausibilità relativa di “alcune persone sono cadute in preda a ricerche sciatte, testimonianze inaffidabili, bias di conferma, e il wishful thinking” contro “le leggi della fisica che sono state testate da un numero enorme di esperimenti rigorosi e di alta precisione nel corso di molti anni sono semplicemente sbagliate in qualche modo macroscopico tangibile, e nessuno l’ha mai notato.”
Il concetto cruciale qui è che, nel quadro moderno della fisica fondamentale, non solo sappiamo certe cose, ma abbiamo una comprensione molto precisa dei limiti della nostra conoscenza affidabile. Comprendiamo, in altre parole, che mentre sorgeranno indubbiamente delle sorprese (come scienziati, è quello che tutti speriamo), ci sono certe classi di esperimenti che sono garantite per non dare risultati entusiasmanti – essenzialmente perché gli stessi esperimenti o equivalenti sono già stati eseguiti.
Un semplice esempio è fornito dalla legge di gravità di Newton, la famosa legge dell’inverso del quadrato. È una legge fisica di discreto successo, abbastanza buona da portare gli astronauti sulla Luna e ritorno. Ma certamente non è assolutamente vera; infatti, sappiamo già che si rompe, a causa delle correzioni della relatività generale. Tuttavia, c’è un regime in cui la gravità newtoniana è un’approssimazione efficace, buona almeno fino a una precisione ben definita. Possiamo dire con sicurezza che se si è interessati alla forza di gravità tra due oggetti separati da una certa distanza, con certe masse, la teoria di Newton dà la risposta giusta fino a una certa precisione. A grandi distanze e alte precisioni, il dominio di validità è formalizzato dal formalismo post-newtoniano parametrizzato. C’è un insieme denumerabile di modi in cui il moto delle particelle di prova può deviare dalla gravità newtoniana (così come dalla relatività generale), e possiamo dire quali sono i limiti di ciascuno di essi. A piccole distanze, il comportamento dell’inverso del quadrato della legge della forza gravitazionale può certamente rompersi; ma possiamo dirvi esattamente la scala oltre la quale non si romperà (circa un decimo di millimetro). Possiamo anche quantificare quanto bene questa conoscenza si estenda a diversi tipi di materiali; sappiamo molto bene che la legge di Newton funziona per la materia ordinaria, ma la precisione per la materia oscura non è comprensibilmente altrettanto buona.
Questa conoscenza ha conseguenze. Se scopriamo un nuovo asteroide diretto verso la Terra, possiamo usare in modo affidabile la gravità newtoniana per prevedere la sua futura orbita. Da un punto di vista rigoroso, qualcuno potrebbe dire “Ma come fai a sapere che la gravità newtoniana funziona in questo caso particolare? Non è stata testata per quello specifico asteroide!”. Ed è vero, perché la scienza non dimostra mai nulla. Ma non vale la pena preoccuparsene, e chiunque facesse questo suggerimento non sarebbe preso sul serio.
Come per gli asteroidi, così per gli esseri umani. Siamo creature dell’universo, soggette alle stesse leggi della fisica di tutto il resto. Come tutti sanno, ci sono molte cose che non capiamo della biologia e delle neuroscienze, per non parlare delle leggi ultime della fisica. Ma ci sono molte cose che capiamo, e solo le caratteristiche più elementari della teoria quantistica dei campi sono sufficienti per escludere definitivamente l’idea che possiamo influenzare gli oggetti a distanza attraverso il funzionamento del puro pensiero.
L’esempio più semplice è la telecinesi, la capacità di spostare a distanza un oggetto usando solo poteri psichici. Per la definitività, consideriamo il potere di piegare il cucchiaio, rivendicato non solo da Uri Geller ma dall’autore e scettico del clima Michael Crichton.
Che cosa hanno da dire le leggi della fisica sul piegare il cucchiaio? Sotto la piega, andiamo attraverso la logica.
I cucchiai sono fatti di materia ordinaria.
Questo suona incontestabile, ma vale la pena di spiegare. I cucchiai sono fatti di atomi, e noi sappiamo di cosa sono fatti gli atomi: elettroni legati da fotoni a un nucleo atomico, che a sua volta è composto da protoni e neutroni, che a loro volta sono fatti di quark tenuti insieme da gluoni. Cinque specie di particelle in totale: quark su e giù, gluoni, fotoni, elettroni. Tutto qui.
Non c’è spazio per altri tipi di particelle misteriose aggrappate, come l’aura, alla materia in un cucchiaio. Questo perché sappiamo come si comportano le particelle. Se ci fosse qualche altro tipo di particella nel cucchiaio, dovrebbe interagire con la materia ordinaria che sappiamo essere lì – altrimenti non si attaccherebbe, passerebbe semplicemente attraverso, come i neutrini passano attraverso la Terra quasi indisturbati. E se ci fosse un tipo di particella che interagisse con le particelle ordinarie nel cucchiaio abbastanza fortemente da attaccarsi al cucchiaio, potremmo facilmente realizzarla negli esperimenti. Le regole della teoria quantistica dei campi mettono direttamente in relazione i tassi di interazione delle particelle con la facilità con cui possiamo crearle in laboratorio, data abbastanza energia. E sappiamo esattamente quanta energia è disponibile in un cucchiaio; conosciamo le masse degli atomi e l’energia cinetica dei moti termici all’interno del metallo. Presi insieme, possiamo dire senza timore di sbagliare che qualsiasi nuova particella che potrebbe esistere in un cucchiaio sarebbe stata rilevata negli esperimenti molto tempo fa.
Ancora una volta: immaginate di aver inventato un nuovo tipo di particella rilevante per la dinamica dei cucchiai. Dimmi la sua massa e le sue interazioni con la materia ordinaria. Se è troppo pesante o interagisce troppo debolmente, non può essere creata o catturata. Se è sufficientemente leggero e interagisce fortemente, sarà stato creato e catturato molte volte in esperimenti che abbiamo già fatto. Non ci sono vie di mezzo. Comprendiamo completamente il regime dei cucchiai, nonostante quello che avete sentito in The Matrix.
La materia interagisce attraverso forze.
Sappiamo da molto tempo che il modo di muovere la materia è esercitare una forza su di essa – la legge di Newton, F=ma, è almeno la seconda equazione più famosa della fisica. Nel contesto della teoria quantistica dei campi, sappiamo esattamente come nascono le forze: attraverso lo scambio di campi quantistici. Sappiamo che esistono solo due tipi di campi: bosoni e fermioni. Sappiamo che le forze macroscopiche nascono solo dallo scambio di bosoni, non di fermioni; il principio di esclusione vieta ai fermioni di ammassarsi nello stesso stato per creare un campo di forza coerente a lungo raggio. E, forse la cosa più importante, sappiamo a cosa possono accoppiarsi le forze: le proprietà dei campi di materia che costituiscono un oggetto. Queste proprietà includono la posizione, la massa, lo spin e varie “cariche” come la carica elettrica o il numero di barioni.
Ecco dove entra in gioco il punto precedente. I cucchiai sono solo una certa disposizione di cinque tipi di particelle elementari – quark su e giù, gluoni, elettroni e fotoni. Quindi, se ci sarà una forza che si muove intorno a un cucchiaio, dovrà accoppiarsi a queste particelle. Una volta che mi dici quanti elettroni ecc. ci sono nel cucchiaio, e la disposizione delle loro posizioni e rotazioni, possiamo dire con sicurezza come ogni particolare tipo di forza influenzerà il cucchiaio; non sono necessarie altre informazioni.
Ci sono solo due forze a lungo raggio abbastanza forti da influenzare oggetti macroscopici – elettromagnetismo e gravità.
Ovviamente, abbiamo lavorato molto per scoprire diverse forze in natura, e finora ne abbiamo identificate quattro: gravitazione, elettromagnetismo e le forze nucleari forti e deboli. Ma le forze nucleari sono a corto raggio, più piccole del diametro di un atomo. La gravitazione e l’elettromagnetismo sono le uniche forze rilevabili che si propagano su distanze maggiori.
La gravitazione o l’elettromagnetismo potrebbero essere responsabili della piegatura dei cucchiai? No. Nel caso dell’elettromagnetismo, sarebbe ridicolmente facile rilevare il tipo di campi necessari per esercitare una forza sufficiente a influenzare un cucchiaio. Senza contare che il cervello umano non è costruito per generare o concentrare tali campi. Ma il vero punto è che, se fossero i campi elettromagnetici a piegare il cucchiaio, sarebbe molto molto evidente. (E l’obiettivo sarebbe quello di influenzare magneti e circuiti, non di piegare i cucchiai.)
Nel caso della gravitazione, i campi sono semplicemente troppo deboli. La gravità si accumula in proporzione alla massa della fonte, quindi la disposizione delle particelle all’interno del tuo cervello avrà un effetto gravitazionale molto più piccolo della semplice posizione della tua testa – e questo è troppo debole per spostare i cucchiai. Una palla da bowling sarebbe più efficiente, e la maggior parte delle persone sarebbe d’accordo che spostare una palla da bowling oltre un cucchiaio ha un effetto trascurabile.
Potrebbe esserci una nuova forza, ancora non rilevata dalla scienza moderna? Certo! Io stesso le ho proposte. I fisici non sono affatto chiusi di mente di fronte a queste possibilità, anzi ne sono molto eccitati. Ma prendono anche sul serio i limiti sperimentali. E questi limiti mostrano inequivocabilmente che qualsiasi nuova forza deve essere o a corto raggio (meno di un millimetro), o molto più debole della gravità, che è una forza terribilmente debole.
Il punto è che tali forze sono caratterizzate da tre cose: la loro portata, la loro forza, e la loro fonte (ciò a cui si accoppiano). Come discusso sopra, sappiamo quali sono le possibili fonti rilevanti per i cucchiai: quark, gluoni, fotoni, elettroni. Quindi tutto quello che dobbiamo fare è una serie di esperimenti che cercano forze tra diverse combinazioni di queste particelle. E questi esperimenti sono stati fatti! La risposta è: qualsiasi nuova forza che potrebbe essere in agguato là fuori è o (molto) troppo a corto raggio per avere effetto sugli oggetti quotidiani, o (molto) troppo debole per avere effetti prontamente osservabili.
Qui c’è un grafico dei limiti attuali su tali forze, dal gruppo Eot-Wash presso l’istituto di Julianne. Questo particolare grafico è per le forze che si accoppiano al numero totale di protoni più neutroni; trame simili esistono per altre possibili fonti. L’asse orizzontale è la gamma della forza; va da circa un millimetro a dieci miliardi di chilometri. L’asse verticale è la forza della forza, e la regione sopra le linee colorate è stata esclusa da uno o più esperimenti. Su scale di metri, rilevanti per piegare un cucchiaio con la mente, la più forte forza consentita sarebbe circa un miliardesimo della forza di gravità. E ricordate, la gravità è troppo debole per piegare un cucchiaio.
Questo è tutto. Abbiamo finito. La lezione profonda è che, sebbene la scienza non sappia tutto, non è nemmeno “tutto va bene”. Ci sono regimi ben definiti di fenomeni fisici in cui sappiamo come funzionano le cose, punto e basta. Il posto dove cercare fenomeni nuovi e sorprendenti è fuori da quei regimi. Non c’è bisogno di istituire elaborati protocolli in doppio cieco per esprimere un giudizio sulle capacità dei presunti sensitivi. La nostra conoscenza delle leggi della fisica le esclude. Le speculazioni al contrario non sono frutto di audaci visionari, ma sono i sogni dei pazzi.
Una linea di ragionamento simile si applicherebbe alla telepatia o ad altri fenomeni parapsicologici. E’ un po’ meno chiaro, perché nel caso della telepatia si suppone che l’influenza viaggi tra due cervelli umani, piuttosto che tra un cervello e un cucchiaio. L’argomento è esattamente lo stesso, ma c’è chi ama fingere che non si capisca come funzionano le leggi della fisica all’interno di un cervello umano. È certamente vero che c’è molto che non sappiamo del pensiero e della coscienza e delle neuroscienze, ma resta il fatto che capiamo perfettamente le leggi della fisica nel regime del cervello. Per credere il contrario, dovreste immaginare che i singoli elettroni obbediscano a leggi fisiche diverse perché si trovano in un cervello umano, piuttosto che in un blocco di granito. Ma se non ci si preoccupa di violare le leggi della fisica in regimi in cui sono state ampiamente testate, allora tutto va bene.
Alcuni sosterranno che la parapsicologia può essere altrettanto legittimamente “scientifica” della paleontologia o della cosmologia, purché segua la metodologia dell’indagine scientifica. Ma questo è un atteggiamento un po’ troppo ignorante per reggere. Se i parapsicologi seguissero la metodologia dell’indagine scientifica, guarderebbero ciò che sappiamo sulle leggi della fisica, si renderebbero conto che il loro presunto oggetto di studio è già stato escluso, e in trenta secondi si dichiarerebbero finiti. Qualsiasi altra cosa è pseudoscienza, proprio come l’indagine contemporanea sull’astrologia, la frenologia o la cosmologia tolemaica. La scienza è definita dai suoi metodi, ma ottiene anche dei risultati; e ignorare quei risultati significa violare quei metodi.
In ogni caso, è vero che tutto è possibile, poiché la scienza non prova mai nulla. È certamente possibile che il prossimo asteroide che arriva obbedisca a una legge di gravità al cubo inverso piuttosto che a una al quadrato inverso; non lo sapremo mai con certezza, possiamo solo parlare di probabilità e probabilità. Dato quanto sopra, metterei la probabilità che una sorta di fenomeno parapsicologico si riveli reale a qualcosa (sostanzialmente) meno di un miliardo a uno. Possiamo paragonare questo al successo consolidato della fisica delle particelle e della teoria quantistica dei campi. Il budget totale per la fisica delle alte energie in tutto il mondo è probabilmente di qualche miliardo di dollari all’anno. Quindi sarei molto felice di sostenere la ricerca sulla parapsicologia al livello di pochi dollari all’anno. Diamine, sarei persino disposto ad arrivare a venti dollari all’anno, giusto per essere sicuro.
Non sia mai detto che io non sia altro che di mentalità aperta.