L'Ordine del tempo - Carlo Rovelli: recensione e riassunto

“L’Ordine del tempo” è un libro scritto da Carlo Rovelli, fisico teorico ed autore di testi che stimo molto. Fare una recensione su un libro che parla di fisica quantistica non è per me semplice, ma proverò a riassumere l’argomento seguendo alcuni punti cardine.

Premessa

Il tema del libro com’è chiaro dal titolo è il tempo, verso cui l’autore con il suo stile sobrio, appassionato e che non annoia mai, guida la comprensione del lettore, svelandone progressivamente la sostanziale “natura”. Natura che tuttavia resta inafferrabile dai consueti metodi di indagine o per meglio dire, il tempo viene smontato e destrutturato per assumere paradossalmente, una forma “senza contorni” netti. Sostanzialmente si giunge ad un concetto di tempo stratificato, complesso e che è molto più legato a noi e a dimensioni ancora da esplorare.

Già dalla premessa si intuisce che il mistero millenario del tempo ha tali implicazioni verso ciò che percepiamo e ciò che viviamo, che parlarne farà nascere sempre più quesiti.

Come Carlo Rovelli scrive: “La meraviglia è la sorgente del nostro desiderio di conoscere, e scoprire che il tempo non è come pensavamo apre mille domande. […] Perchè ricordiamo il passato e non il futuro? Siamo noi a esistere nel tempo o il tempo esiste in noi? Cosa significa davvero che il tempo “scorre”? Cosa lega il tempo alla nostra natura di soggetti? Cosa ascolto, quando ascolto lo scorrere del tempo?”

Struttura del libro

Il libro è diviso in tre parti che l’autore ha legato creando un percorso di ricostruzione-decostruzione, per poi portarci ad una nuova soglia di comprensione della tematica che va “oltre gli schemi”.

La prima parte, “Lo Sfaldarsi del Tempo“, è quindi dedicata alla ricostruzione di cosa è stato compreso finora dalla fisica moderna. Pian piano che si percorrono i passi che la scienza ha fatto nella conoscenza del tempo, si formano anche delle crepe che fanno crollare le certezze.

La seconda parte, “Il mondo senza tempo“, mette in luce quello che resta del tempo dopo averlo “spogliato”, ovvero destrutturato da tutta l’impalcatura su cui filosofi e scienziati si sono appoggiati per dimostrare l’essenziale esistenza di un qualcosa chiamata “tempo”.

Nella terza parte intitolata “Le sorgenti del tempo“, infine l’autore, introduce a nuove prospettive e cerca di mostrarci come quello che abbiamo sempre considerato un dato di fatto, è molto più intricato di come pensiamo e non conosce le delimitazioni illusorie che crediamo di esperire.

Nascono e si intravedono nuovi legami e connessioni fra il tempo, l’energia, l’entropia.

Alcuni capitoli fondamentali della trama del tempo

Ciò che amo fra le altre cose nei libri di Rovelli è la capacità di partire dai primordi della scienza, per ripercorrere con chiarezza le varie tappe che hanno portato ad un assunto. Assunto che viene poi superato da quello successivo, fino ad avere un quadro molto più ampio della conoscenza.

In questo libro l’autore parte spiegando dove affondano le basi della fisica moderna e per questo non manca di menzionare Anassimandro.

“Le cose si trasformano l’una nell’altra secondo
necessità e si rendono giustizia
secondo l’ordine del tempo.”

Il primo capitolo è fondamentale per introdursi nella trattazione e apre già le porte a nuove intuizioni messe in chiaro dalle seguenti parole: “Astronomia e fisica sono cresciute seguendo l’indicazione di Anassimandro: comprendere come i fenomeni avvengano secondo l’ordine del tempo. L’astronomia antica ha descritto i movimenti degli astri nel tempo. Le equazioni della fisica descrivono come cambiano le cose nel tempo. Dalle equazioni di Newton che fondano la dinamica a quelle di Maxwell che descrivono i fenomeni elettromagnetici, dall’equazione di Schrodinger che descrive come evolvono i fenomeni quantistici a quelle della teoria quantistica dei campi che descrivono la dinamica delle particelle subatomiche, l’intera nostra fisica è scienza di come le cose evolvono “secondo l’ordine del tempo“. [Il grassetto è mio]

Poiché secondo la teoria della relatività generale di Einstein è stato mostrato che non c’è un tempo unico, ma innumerevoli “tempi“, viene tolto il primo velo che fa perdere al tempo la sua unicità e con essa la sua assolutezza.

Nel secondo capitolo si aprono le domande sul fluire del tempo, su cosa distingue passato e futuro e via via si ha sempre più voglia di leggere per scoprire…

Il tempo di Aristotele vs il tempo di Newton

Un punto interessante che pone due visioni in contrasto fra loro è quello del quarto capitolo, in cui Aristotele è in antitesi con Newton.

Il primo crede che le cose cambiano in continuazione e che il tempo sia la misura del cambiamento. Per Aristotele però, “Se nulla si muove, non c’è tempo, perché il tempo è solo la traccia del movimento”.

Newton, al contrario, pur riconoscendo che c’è il tempo come misura dei giorni e dei movimenti, asserisce che deve esistere anche un tempo “vero“, che scorre indipendentemente dalle cose e dai loro movimenti. Dunque, per Newton se tutto si fermasse, se persino i moti interiori diventassero immobili, ci sarebbe il tempo “vero” che continuerebbe a passare come un substrato imperturbabile.

Sarà Einstein a mettere fine alla diatriba teorica, con una sintesi geniale del suo spaziotempo curvo (il campo gravitazionale).

Fin qui navighiamo in acque sicure: Einstein ha posto delle fondamenta solide su cui basare la fisica, ma le cose si complicano un po’, o se si preferisce, si amplia la visione, se si considera il tempo dal punto di vista della “gravità quantistica” (o teoria dei loop), su cui si dividono le scuole di pensiero.

Il tempo quantistico

Sul tempo quantistico è dedicato il capitolo 5: qui si descrive come il tempo secondo le nuove scoperte, non sia più una tela elastica di spaziotempo, ma “quanti” che fluttuano e che possono avere solo certi valori ed altri no.

Le tre scoperte della meccanica quantistica che demoliscono definitivamente l’idea di tempo predefinita precedentemente sono: granularità, indeterminazione e aspetto relazionale delle variabili fisiche.

Il tempo è quantizzato, cioè è granulare e non più continuo come si è sempre visto. Al di sotto di una soglia di misurazione che è “il tempo di Planck“, il tempo è così minuto, così “sminuzzato” che non esiste più: “In altre parole, esiste un intervallo minimo di tempo. Al di sotto di esso, la nozione di tempo non esiste neanche nella sua accezione più spoglia.”

Insomma, da questo punto in poi per addentrarsi nel mondo quantistico, una dimensione così diversa dalla nostra che sembra quasi “magica”, non si può che continuare a leggere il testo di Rovelli.

Il mondo è cambiamento

Nonostante il tempo abbia perso tutte le caratteristiche con cui credevamo di conoscerlo (unicità, direzione, indipendenza, presente, continuità…), una cosa rimane certa, e cioè che il mondo è cambiamento.

Spiego con le parole di Rovelli che iniziano la seconda parte del libro: “L’assenza della quantità “tempo” nelle equazioni fondamentali non significa un mondo congelato e immobile. Al contrario, significa un mondo dove il cambiamento è ubiquo, senza essere ordinato da Padre Tempo: senza che gli innumerevoli accadimenti si dispongano necessariamente in bell’ordine, né lungo la singola linea del tempo newtoniano, né secondo le eleganti geometrie einsteniane. Gli eventi del mondo non si mettono in fila come gli inglesi. Si accalcano caotici come gli italiani.”

Rovelli ci dimostra che il modo più consono con cui vedere e pensare alla realtà è il cambiamento, la trasformazione. C’è infatti una fondamentale distinzione fra “cose” ed “eventi“. Le “cose” sembrano permanenti, sembrano avere sostanza durevole, mentre gli eventi sono volatili, non durano, non permangono nel tempo.

“Pensare il mondo come un insieme di eventi, di processi, è il modo che ci permette di meglio coglierlo, comprenderlo, descriverlo. E’ l’unico modo compatibile con la relatività. Il mondo non è un insieme di cose, è un insieme di eventi.”

Non esiste un presente globale oggettivo

Questa frase estratta dal settimo capitolo: “[…] non esiste un presente globale oggettivo“, per me è un’altra chiave da fissare bene per comprendere ciò di cui si è discusso fin qui.

L’affermazione fa mettere in dubbio l’intera realtà, ci si chiede cosa è reale e cosa non lo è…, ma l’errore di fondo è che si cerca di spiegare la realtà con termini inadeguati ed una grammatica non adatta.

Il fatto che nel mondo non ci sia un ordine globale degli eventi, non significa che tutto sia illusorio, significa che le relazioni temporali fra eventi sono più complesse di quanto si era creduto.

Un evento che può essere già stato per me, può essere ancora per un’altra persona. Passato e futuro perdono il loro significato universale.

Il tempo termico, calore ed entropia

E’ nella terza ed ultima parte del libro che Carlo Rovelli intraprende un affascinante percorso per ridare al tempo una sua essenzialità.

Qui ci sono due capitoli, che lui stesso sospetta possano essere ostici, ma che danno la peculiarità al libro.

Si tratta del capitolo sul “tempo termico” in cui risalta una possibile inconsueta relazione fra tempo ed energia.

Il legame fra energia e tempo è definito dai fisici come “coppia coniugata” (come per posizione e impulso).

Normalmente si intende la relazione come: energia —> tempo —> stato macroscopico.

Cioè come descritto da Rovelli: “Il modo consueto di interpretare la relazione fra tempo e stato di equilibrio è pensare che il tempo sia qualcosa di assoluto ed oggettivo; l’energia è ciò che governa l’evoluzione del tempo; e il sistema in equilibrio mescola le configurazioni di eguale energia.”

Ma, ci dice Rovelli, c’è anche un altro modo di leggere questa relazione, cioè vederla al contrario, quindi uno stato macroscopico (rimescolamento di variabili in cui se ne conserva qualcuna o una visione sfocata del mondo), può essere interpretato come mescolamento che preserva energia, che a sua volta genera tempo. Quindi la relazione diventa: stato macroscopico —> energia —> tempo

Per “visione sfocata del mondo” ci si deve rifare alla teoria di Boltzmann, che viene più volte ripresa nel libro.

Sfocatura ed entropia

Ora, partendo dalla teoria della sfocatura in cui la visione del mondo non è chiara (è sfocata), perché ci sono interazioni fisiche che restano a noi ignote, si arriva al concetto di entropia.

“Dalla sfocatura nascono i concetti di calore e entropia, e a questi sono legati i fenomeni che caratterizzano il fluire del tempo. L’entropia di un sistema, in particolare, dipende esplicitamente dalla sfocatura. Dipende da cosa non vedo, perché dipende dal numero di configurazioni indistinguibili. Una stessa configurazione microscopica può essere di alta entropia rispetto a una sfocatura, di bassa rispetto a un’altra. La sfocatura a sua volta non è un costrutto mentale: dipende dall’interazione fisica reale, quindi l’entropia di un sistema dipende dall’interazione fisica con il sistema. Questo non significa che l’entropia sia una quantità arbitraria o soggettiva. Significa che è una quantità relativa, come la velocità.”

Detto ciò, l’autore porta avanti l’idea che l’entropia del mondo non dipenda solo dalla sua configurazione, ma anche da come noi ci stiamo relazionando con esso e come interagiamo con le sue variabili. E cosa determina questo? Che la freccia del tempo (la bassa entropia iniziale dell’universo), potrebbe essere dovuta a noi, più che all’universo.

Non mi dilungo oltre, ma lascio che ognuno possa leggere nei capitoli del libro le intriganti spiegazioni dell’autore.

Leggendo il libro fino in fondo si viene sorpresi da un tono che cambia, in cui gli argomenti più scientifici, lasciano spazio a considerazioni sulla paura della morte, sulla vita, sulla nostra evoluzione.

Considerazioni personali e recensione finale

Il libro di Carlo Rovelli mi ha davvero aperto le porte a nuovi orizzonti; è uno di quei testi che amplia la visione in più direzioni, non solo in quella prettamente scientifica, ma anche nell’indagine più profonda di cosa sia ciò che ci appare.

Il suo stile di scrittura è fra i pochi che trattando di queste materie, non di immediata compresione per tutti, riesce a far seguire la lettura senza intoppi che possano del tutto bloccare.

Consiglio il libro sia a chi è poco esperto di fisica quantistica, ma anche a chi pur essendo più preparato, ha curiosità e voglia di approfondire un argomento di tale grandezza come il tempo.

Per chi è appassionato alla fisica quantistica e alle domande che pone, la lettura di questo libro secondo me non può mancare.

Chi si interroga sul mistero del tempo, sulla sua natura e interazione con la vita di tutti i giorni, scoprirà sicuramente un nuovo modo di osservare e percepire lo scorrere dei minuti.

**“Forse l’emozione del tempo è precisamente ciò che per noi è il tempo“**

Un estratto dai capitoli conclusivi dice: “La fisica ci aiuta a penetrare strati del mistero. Mostra come la struttura temporale del mondo sia diversa dalla nostra intuizione. Ci dà la speranza di poter studiare la natura del tempo liberandoci dalla nebbia causata dalle nostre emozioni. Ma alla ricerca del tempo, sempre più lontano da noi, abbiamo forse finito per ritrovare qualcosa di noi stessi, come Copernico, che pensando di studiare i movimenti dei Cieli ha finito per capire come si muoveva la Terra sotto i suoi piedi. Alla fine, forse, l’emozione del tempo non è lo schermo di nebbia che ci impedisce di vedere la natura oggettiva del tempo. Forse l’emozione del tempo è precisamente ciò che per noi è il tempo.”

Non è l’unico libro di Carlo Rovelli che ho letto; precedentemente avevo già trovato il piacere della lettura ne “La Realtà non è come ci appare“, con il quale ho scoperto l’abilità di questo autore.

Breve biografia dell’autore

Carlo Rovelli è nato a Verona nel 1956, fisico italiano.

Ha frequentato il Liceo classico Maffei di Verona, si è laureato in fisica a Bologna e ha conseguito il dottorato di ricerca a Padova.

Ha insegnato a Pittsburgh, Roma, L’Aquila, Syracuse (USA). Attualmente è professore à l’Université de la Méditerranée di Marsiglia, dove svolge attivà di ricerca presso il Centre de Physique Théorique de Luminy, e Affiliated Professor al Dipartimento Storia e Filosofia della Scienza dell’Università di Pittsburgh.

Teoria della Gravitazione quantistica a loop

Rovelli si è interessato soprattutto alla gravità quantistica. In collaborazione con Lee Smolin e Abhay Ashtekar, ha dato origine alla gravitazione quantistica a loop (“loop quantum gravity”), una delle principali ipotesi teoriche per descrivere le proprietà quantistiche dello spazio e del tempo.

Nel 1995, Rovelli e Smolin hanno trovato una base esplicita di stati dello spaziotempo quantitico, descritti dalle “reti di spin” (“spin networks”) introdotte da Roger Penrose. Usando questa base, hanno mostrato che la teoria predice che area e volume dello spazio sono quantizzati. Questo risultato indica l’esistenza di una struttura discreta dello spazio a piccolissima scala.

Nel 1994 ha introdotto la “meccanica quantistica relazionale” (Relational quantum mechanics), un’interpretazione della meccanica quantistica basata sull’idea che gli stati quantistici sono sempre relativi a un osservatore.

Insieme ad Alain Connes ha formulato un modello covariante di campi quantistici, basato sulla “ipotesi del tempo termico”. Secondo questa ipotesi il tempo non esiste nella teoria fondamentale ed emerge solo in ambito statistico e termodinamico. Se questa ipotesi è corretta, la sensazione dello scorrere del tempo è un’illusione derivata dall’incompletezza della conoscenza.

Nel 1995 Rovelli ricevuto lo Xanthopoulos Award come “miglior relativista sotto i 40 anni”; nel 1996 il secondo posto al Gravity Research Foundation per il saggio del 1993 “Physics with nonperturbative quantum gravity: radiation from quantum black holes”. Nel 2009 ha ottenuto il primo premio ‘community’ del ‘FQXi contest on the nature of time’, e nel 2004 è stato nominato all’Institut Universitaire de France. Rovelli è membro onorario dell’Università Normale di Pechino, membro titolare dell’Académie Internationale de Philosophie des Sciences e Membro Onorario della Accademia di Agricultura Scienze e Lettere di Verona.