Jeoffry West

Professore e Presidente Emerito del Santa Fe Institute USA.

La teoria del Tutto

Tutto? Ebbene, aspettate un attimo. Mettere in discussione la Teoria del Tutto potrebbe essere una battaglia persa in partenza, dal momento che non sono certo il primo ad essere impressionato dalla implicita iperbole di questo concetto. Resta il fatto che, in riferimento a mio specifico campo di studio, la Teoria del Tutto appare arrogante e piuttosto ingenua. Anche se apparsa per un periodo relativamente breve e probabilmente destinata a scomparire di morte naturale, questa teoria – ma non necessariamente lo sforzo di farne scaturire elementi logici – dovrebbe scomparire dal dibattito e dalla letteratura scientifica seria. Tutto

Permettetemi di elaborare. La ricerca di una Grande Sintesi, per comunanze, regolarità, idee e concetti che trascendono i confini angusti di problemi o discipline specifiche, è oggi una delle più grandi fonti di ispirazione della scienza e degli scienziati. Probabilmente è anche una distinta caratteristica dell’ Homo Sapiens. L’essenza binomiale di Sapiens ne è in qualche modo la prova poeticamente distorta. Come l’invenzione dei dèi e di Dio, il concetto di una Teoria del Tutto connota la più grande visione di tutto, l’ispirazione di tutte le ispirazioni, vale a dire l’essere in grado di incapsulare e comprendere la totalità dell’universo in un piccolo insieme di concetti. In questo caso, una serie sintetica di equazioni matematiche. Tuttavia, come il concetto di Dio, questa teoria è potenzialmente fuorviante e intellettualmente pericolosa. Tutto

Tra le classiche grande sintesi della scienza si annoverano le teorie di Newton, che ci ha insegnato che le leggi celesti non erano diverse da quelle della terra, l’affinità tra elettricità e magnetismo di Maxwell, che ha portato la potenzialità dell’etere nella nostra vita, la teoria della selezione naturale di Darwin, che ci ricorda che in fin fine non siamo altro che animali o piante e le leggi della termodinamica, che ci fanno capire che il moto perenne non è fattibile. Ognuna di queste teorie ha avuto profonde conseguenze, non solo nel cambiare il nostro modo di pensare il mondo, ma anche nel gettare le basi per progressi tecnologici che hanno portato al tenore di vita che la maggiorparte degli esseri umani ha oggi il privilegio di godere. Tuttavia, queste teorie sono tutte, in misura diversa, incomplete. In effetti, la comprensione dei limiti della loro applicabilità, i limiti al loro potere di predittività e la continua ricerca di eccezioni, infrazioni ed errori hanno provocato domande e sfide ancora più profonde, stimolando il continuo progresso della scienza e il dispiegarsi di nuovi spunti, tecnici e concettuali. Tutto

Una delle grandi sfide scientifiche in corso è la ricerca di una Teoria della Grande Unificazione delle particelle elementari e delle loro interazioni che includono inoltre gli studi ad essa ramificati per la comprensione del cosmo e persino dell’origine dello stesso concetto spazio-tempo . Tale teoria dovrebbe essere basata su una serie di principi matematici universali che integrino e facciano comprendere tutte le forze fondamentali della natura, dalla gravità all’elettromagnetismo alle forze nucleari deboli e forti, incorporandone le leggi di Newton, fino alla meccanica quantistica e la relatività generale. Potrebbero così essere predetti quantitativi fondamentali come la velocità della luce, la dimensionalità dello spazio-tempo e delle masse delle particelle elementari  così come riuscire a derivare le equazioni che governano l’origine e l’evoluzione dell’universo attraverso la formazione di galassie, eccetera. Ciò costituisce la Teoria del Tutto. Si tratta di una ricerca davvero notevole ed enormemente ambiziosa che ha finora occupato migliaia di ricercatori per oltre cinquant’anni, ad un costo di miliardi di dollari. Misurato con altre metriche questa ricerca – che è ancora lontana dal suo obiettivo finale – ha avuto un enorme successo, portando, ad esempio, alla scoperta dei Quark e l’Higgs, dei Buchi Neri e della teoria del Big Bang, alla cromodinamica quantistica, fino alla la Teoria delle Stringhe, ancora in fase di sviluppo. Teoria, questa, alla base della ricerca sulla Teoria del Tutto, che tenta di conciliare la meccanica quantistica con la relatività generale. Tutto

Ma tutto? Beh, non proprio. Dov’è la vita, dove si trovano gli animali e cellule, cervello e coscienza, città e le aziende, amore e odio, eccetera? Come nascono le straordinarie diversità e complessità esistenti sulla terra? Una risposta semplicistica ci direbbe che queste sono inevitabili esiti delle interazioni e delle dinamiche incapsulate nella Teoria: Il tempo si evolve dalla geometria e dalla dinamica delle Stringhe, l’universo si espande e si raffredda. La connessione gerarchica, cominciando dai Quark per andare ai nucleoni, dagli atomi alle molecole, alle cellule, al cervello e le emozioni e tutto il resto, fuoriescono da una sorta di deus ex machina, dal semplice girare una manovella che sviluppa equazioni sempre più complesse e calcoli che si presume, in linea di principio, trovino le soluzioni cercate con un sufficiente grado di accuratezza. Qualitativamente, questa versione estrema di riduzionismo può avere qualche validità. Ma manca qualcosa. Tutto

Il “Qualcosa” comprende concetti come Informazione, Emergenza, Infortunio, Contingenza Storica, Adattamento e Selezione, tutte caratteristiche dei sistemi adattativi complessi, sia di organismi che di società, ecosistemi e economie. Questi sistemi sono composti da una miriade di singoli costituenti – o agenti – che assumono caratteristiche collettive che sono generalmente imprevedibili dai loro componenti sottostanti, nonostante che ne siano note le dinamiche interattive. Diversamente dal paradigma newtoniano su cui si basa la Teoria del Tutto, le dinamiche e la struttura dei sistemi adattativi complessi non possono essere codificati in un piccolo numero di equazioni. A dire il vero, nella maggioranza dei casi, probabilmente nemmeno in un numero infinito di equazioni. Inoltre c’è da aggiungere che previsioni con gradi arbitrari di precisione non sono possibili, neanche in linea di principio. Tutto

Forse, allora, la conseguenza più sorprendente di una visionaria Teoria dei Tutto è il fatto che essa implichi che, su grande scala, l’universo, le sue origini e le sue evoluzione – anche se estremamente complicate – non siano materia complessa, ma, al contrario, sorprendentemente semplice. Da poter essere codificata in un numero limitato di equazioni, plausibilmente in una sola. Questo è in netto contrasto con il mondo nel quale viviamo, essendo esso parte integrante di alcuni tra i più diversi, complessi e disordinati fenomeni che si verificano in tutte le parti dell’universo, e che richiedono ulteriori concetti – possibilmente anche non matematici – per essere compresi. Così, mentre applaudiamo e ammiriamo la ricerca di una Teoria della Grande Unificazione che comprenda tutte le forze fondamentali della natura, dovremmo far cadere l’implicazione che questa teoria possa, in linea di principio, spiegare e prevedere tutto. Dovremmo cercare invece di aggiungere una ricerca parallela, specificatamente una Teoria della Grande Unificazione della Complessità. Tutto

La ricerca di una struttura quantitativa, analitica, coerente e predittiva per la comprensione dei sistemi adattativi complessi è sicuramente una delle grandi sfide del 21° secolo. Come tutte le grandi sintesi, sarà inevitabile che rimanga incompleta. Cionostante potrà senza dubbio ispirare nuove idee, concetti e tecniche importanti, se non addirittura rivoluzionarie. Tutto

  Introduzione alla serie “Questa idea deve morire”

La teoria del Tutto