Cambiamento climatico spiegato con la fisica quantistica: il paradosso che ci coinvolge tutti

Il cambiamento climatico spiegato con la fisica quantistica può sembrare una provocazione, ma è una chiave efficace per comprendere l’incertezza che avvolge il nostro futuro ambientale. In questa prospettiva emergono concetti cruciali: la sovrapposizione degli stati e il ruolo centrale dell’osservatore. Come nel famoso paradosso del gatto di Schrödinger, il nostro pianeta sembra bloccato tra due possibilità: collasso climatico o sostenibilità.

Il paradosso del gatto e l’ambiguità del clima

Nel 1935, Erwin Schrödinger propose un esperimento mentale diventato celebre: un gatto chiuso in una scatola assieme a un meccanismo che, se attivato dal decadimento di un nucleo radioattivo, avrebbe rilasciato un veleno mortale. Poiché il decadimento è un evento quantistico descritto da una funzione d’onda (funzione che rappresenta lo stato di un sistema), prima dell’osservazione il sistema si trova in una sovrapposizione coerente di stati: nucleo decaduto e non decaduto, che macroscopicamente si riflette in gatto morto e vivo allo stesso tempo. (Approfondisci il paradosso qui)

Questo paradosso intendeva sottolineare l’assurdità, o meglio, il mistero, dell’estensione dei principi quantistici dal mondo microscopico (atomi, particelle) a oggetti macroscopici. Eppure, proprio da questa tensione è nata gran parte della rivoluzione tecnologica quantistica di oggi.

Il concetto chiave è che la realtà, prima della misura, non è determinata, ma descritta da una sovrapposizione di stati possibili, ciascuno con una probabilità definita dalla funzione d’onda. È solo l’atto di osservazione, cioè di interazione irreversibile con un sistema esterno, a provocare il cosiddetto collasso della funzione d’onda, cioè il passaggio a uno stato classico ben definito.

Allo stesso modo, potremmo dire che il sistema climatico oggi è sospeso tra scenari opposti. Viviamo un’epoca in cui la crisi climatica può sembrare ancora evitabile, ma i segnali osservabili suggeriscono che il collasso è già in atto.

La realtà come sovrapposizione: esiste un futuro sostenibile?

Il cuore della fisica quantistica è la descrizione probabilistica della realtà: prima della misura, un sistema si trova in una sovrapposizione di stati possibili. Analogamente, i modelli climatici non ci dicono esattamente cosa succederà, ma mostrano una distribuzione di probabilità degli scenari futuri, basata sulle emissioni, sulla risposta della biosfera e sull’interazione tra vari sistemi terrestri.

Oggi convivono due narrazioni contrastanti sul clima: una ci dice che il disastro è imminente, che le soglie critiche di CO₂, acidificazione oceanica, desertificazione e aumento delle temperature medie globali sono già state superate o lo saranno nei prossimi decenni, con eventi, come il rilascio di metano dal permafrost, che potrebbero amplificare ulteriormente il riscaldamento.

In questo senso, il cambiamento climatico spiegato con la fisica quantistica non riguarda una vera applicazione della meccanica quantistica ai fenomeni atmosferici, ma una metafora potente per comunicare l’incertezza e la responsabilità nelle nostre scelte.

Ma la realtà non è indeterminata in senso ontologico. A differenza di una particella, il sistema climatico non obbedisce alla meccanica quantistica. Tuttavia, la nostra conoscenza di esso è probabilistica: costruiamo modelli che simulano il comportamento dell’atmosfera terrestre accoppiata con oceani, ghiacci, biosfera e attività antropica. È questo margine di incertezza che genera paralisi. E proprio come nel caso del gatto, in assenza di una misura chiara (un evento macroscopico), alcuni scelgono di credere che tutto stia andando bene.

Incertezza ≠ Ignoranza: la scienza lavora con le probabilità

Molti fraintendono l’incertezza dei modelli scientifici come ignoranza o mancanza di conoscenza. In realtà, l’incertezza è parte integrante del metodo scientifico, proprio come nella fisica quantistica. Non sapere esattamente cosa accadrà non significa che “non sappiamo nulla”: significa che dobbiamo agire sulla base di probabilità, come accade in medicina o in economia.

Allo stesso modo, i modelli climatici non dicono “non sappiamo cosa accadrà”, ma: “ecco la distribuzione di probabilità degli scenari futuri in base alle traiettorie delle emissioni“.

L’errore è quindi nel credere che, finché esiste incertezza, possiamo posticipare l’azione. Ma è proprio la distribuzione di probabilità che ci impone una scelta razionale di precauzione. Come in medicina: se un test diagnostico indica un rischio del 70% di sviluppare una malattia grave, non si aspetta che sia del 100% per iniziare una terapia.

Abbiamo già aperto la scatola: il collasso è in corso

Il paradosso del gatto si basa sul fatto che nessuno ha ancora aperto la scatola. Ma nel caso del clima, la scatola è stata aperta da tempo. L’osservazione è avvenuta, e i segnali sono chiari:

• la temperatura media globale è aumentata di oltre 1,1 °C rispetto ai livelli preindustriali;
• i ghiacci polari si stanno riducendo con una velocità senza precedenti (la calotta artica ha perso il 75% del volume estivo dal 1979);
• il livello del mare è in aumento (attualmente +3,3 mm/anno in accelerazione);
• gli eventi estremi (ondate di calore, inondazioni, incendi) sono più frequenti e più intensi.

Questi sono dati osservabili, non previsioni!

Nella meccanica quantistica, è l’osservazione esterna a provocare il collasso: una volta interagito con un apparato classico, la funzione d’onda passa da una sovrapposizione a uno stato singolo. Ma nel caso del clima, siamo noi stessi l’osservatore e l’attore. Non siamo esterni al sistema: le nostre scelte sono parte del sistema.

In fisica, questa idea è discussa anche nell’interpretazione a molti mondi: ogni osservazione “separa” gli stati in linee temporali diverse. In modo analogo, potremmo dire che ogni politica ambientale, ogni tecnologia, ogni rinuncia o transizione energetica produce un ramo del futuro. Il collasso non è un evento puntuale, ma un processo di selezione: le scelte presenti determinano la realtà futura.

Questa consapevolezza ci sposta dal fatalismo alla responsabilità. Non si tratta più di chiedersi cosa accadrà, ma quale ramo vogliamo abitare.

Il paradosso di Schrödinger ci mostra che non esiste un punto di vista neutro. In alcuni sistemi, non osservare è già una scelta.

Fonte originale della notizia:
Redazione GoPhysics