Uno
dei concetti più fondamentali,
nel mondo della fisica, scaturì
dalla mente di Albert Einstein
agli inizi del secolo scorso;
tale concetto, che emerse dalla
legge della Relatività Ristretta
(esposta in un celebre articolo
del 1905), dichiarava
semplicemente quella che sarebbe
presto divenuta la dicotomia più
famosa al mondo, ovvero:
l’equivalenza di massa ed
energia (espressa con
l’indimenticabile formula “E=mc^2”
).
Ciò che si arrivò a comprendere quindi, indubbiamente non con poche difficoltà a livello di “pura intuizione”, fu appunto questa sostanziale uguaglianza tra il concetto di massa e quello di energia. La massa, andava quindi considerata solo ed esclusivamente come una forma complessa di energia.
Di certo non fu facile per i fisici di un tempo, familiarizzarsi subito con questa nuova e straordinaria visione della realtà; di fatto occorsero parecchi anni, affinché gradualmente nel mondo accademico venisse pienamente accettata questa nuova “corrente di pensiero”. Una svolta decisiva a favore di questo nuovo paradigma, la diedero indubbiamente i due scienziati tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann, quando nel dicembre del 1938, scoprirono la fissione nucleare. Bombardando l’Uranio con neutroni, scoprirono fra i prodotti di reazione alcuni elementi di numero di massa intermedio, come il Bario radioattivo, la cui presenza inizialmente era inspiegabile. Nel 1939, Lise Meitner e Otto Frisch, annunciarono la soluzione di questo enigma. Queste scoperte diedero quindi ad Einstein la conferma dell’equivalenza di massa ed energia, ben 34 anni dopo che egli l’ebbe prevista!
Sono trascorsi circa settant’anni, a partire da quel lontano 1939, e da allora sino ad oggi si può dire che la nostra visione della realtà, poggi ancora saldamente le sue basi sulla famosa equazione di Einstein (“E=mc^2”) e su ciò che sostanzialmente essa ci porta a considerare, ovvero: massa ed energia sono la stessa e identica cosa, ma con aspetti diversi e quindi, per ragioni di praticità, definite con nomi diversi.
In questi ultimi anni, grazie anche alle innumerevoli nuove scoperte nel campo della computazione quantistica, molti fisici hanno però iniziato a porsi anche la seguente domanda: Ma se la massa non è nient’altro che una forma complessa di energia, volendo andare oltre, in ultima analisi, quale sarebbe il “costituente fondamentale” dell’energia?
Ebbene una risposta a questa domanda, potrebbe essere la seguente:
L’Energia non è nient’altro che una forma complessa di Informazione; per cui il costituente fondamentale dell’Energia, altro non è che Informazione nel suo stato fondamentale.
Ma cerchiamo di capire i motivi che mi hanno spinto a formulare questa affermazione, e soprattutto di individuare le basi su cui poggia tale ipotesi.
Verso gli inizi degli anni cinquanta, l’ingegnere e matematico americano Claude Elwood Shannon, gettò le basi teoriche di quella che sarebbe stata entro pochi anni riconosciuta come la: Teoria dell’Informazione. Uno degli aspetti più curiosi ed interessanti che emerse da tale teoria, fu la stretta correlazione tra l’entropia termodinamica e quella invece relativa all’Informazione di un sistema dato. In parole povere, ciò che in ultima analisi si arrivò a comprendere, è che per qualsiasi aumento di entropia termodinamica, corrisponde una perdita di Informazione su un dato sistema, e viceversa.
L’unità di misura di una determinata quantità di Informazione, è espressa con il termine bit. Ora, per fare un esempio, se noi portiamo un dato sistema ad una temperatura prossima allo zero assoluto, la sua entropia diminuirà sino a valori pressoché nulli, e di conseguenza il suo “livello” di Informazione tenderà al massimo consentito.
A questo punto, compiendo alcuni semplici ragionamenti analogici, viene da porsi le seguenti domande: Ma se con l’aumentare dell’entropia di un sistema, è riscontrabile contemporaneamente anche una perdita della quantità di energia (calore) di tale sistema, ed oltre a ciò abbiamo parallelamente anche una perdita di Informazione sempre riferita al sistema in questione, quest’ultima, non potrebbe essere associata-legata alla quantità di energia (calore) che si disperde nell’ambiente circostante a causa del secondo principio della termodinamica? E se così fosse, in che modo sarebbe ad essa legata? Qual è la sottile linea di confine tra un bit di Informazione e un elettronvolt di energia? Ma stiamo parlando di due cose differenti (bit ed elettronvolt), oppure della stessa identica cosa, ma con aspetti differenti (come nel caso dell’equivalenza di massa ed energia)? E se alla fine scoprissimo che bit ed elettronvolt rappresentano semplicemente due tipi di unità di misura, con cui possiamo definire il concetto fondamentale di Energia? Bè, allora sarebbe lecito chiedersi: Ma quante migliaia, milioni oppure miliardi di bit occorrono per costituire un singolo elettronvolt (o Joule) di energia?
Ciò che si arrivò a comprendere quindi, indubbiamente non con poche difficoltà a livello di “pura intuizione”, fu appunto questa sostanziale uguaglianza tra il concetto di massa e quello di energia. La massa, andava quindi considerata solo ed esclusivamente come una forma complessa di energia.
Di certo non fu facile per i fisici di un tempo, familiarizzarsi subito con questa nuova e straordinaria visione della realtà; di fatto occorsero parecchi anni, affinché gradualmente nel mondo accademico venisse pienamente accettata questa nuova “corrente di pensiero”. Una svolta decisiva a favore di questo nuovo paradigma, la diedero indubbiamente i due scienziati tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann, quando nel dicembre del 1938, scoprirono la fissione nucleare. Bombardando l’Uranio con neutroni, scoprirono fra i prodotti di reazione alcuni elementi di numero di massa intermedio, come il Bario radioattivo, la cui presenza inizialmente era inspiegabile. Nel 1939, Lise Meitner e Otto Frisch, annunciarono la soluzione di questo enigma. Queste scoperte diedero quindi ad Einstein la conferma dell’equivalenza di massa ed energia, ben 34 anni dopo che egli l’ebbe prevista!
Sono trascorsi circa settant’anni, a partire da quel lontano 1939, e da allora sino ad oggi si può dire che la nostra visione della realtà, poggi ancora saldamente le sue basi sulla famosa equazione di Einstein (“E=mc^2”) e su ciò che sostanzialmente essa ci porta a considerare, ovvero: massa ed energia sono la stessa e identica cosa, ma con aspetti diversi e quindi, per ragioni di praticità, definite con nomi diversi.
In questi ultimi anni, grazie anche alle innumerevoli nuove scoperte nel campo della computazione quantistica, molti fisici hanno però iniziato a porsi anche la seguente domanda: Ma se la massa non è nient’altro che una forma complessa di energia, volendo andare oltre, in ultima analisi, quale sarebbe il “costituente fondamentale” dell’energia?
Ebbene una risposta a questa domanda, potrebbe essere la seguente:
L’Energia non è nient’altro che una forma complessa di Informazione; per cui il costituente fondamentale dell’Energia, altro non è che Informazione nel suo stato fondamentale.
Ma cerchiamo di capire i motivi che mi hanno spinto a formulare questa affermazione, e soprattutto di individuare le basi su cui poggia tale ipotesi.
Verso gli inizi degli anni cinquanta, l’ingegnere e matematico americano Claude Elwood Shannon, gettò le basi teoriche di quella che sarebbe stata entro pochi anni riconosciuta come la: Teoria dell’Informazione. Uno degli aspetti più curiosi ed interessanti che emerse da tale teoria, fu la stretta correlazione tra l’entropia termodinamica e quella invece relativa all’Informazione di un sistema dato. In parole povere, ciò che in ultima analisi si arrivò a comprendere, è che per qualsiasi aumento di entropia termodinamica, corrisponde una perdita di Informazione su un dato sistema, e viceversa.
L’unità di misura di una determinata quantità di Informazione, è espressa con il termine bit. Ora, per fare un esempio, se noi portiamo un dato sistema ad una temperatura prossima allo zero assoluto, la sua entropia diminuirà sino a valori pressoché nulli, e di conseguenza il suo “livello” di Informazione tenderà al massimo consentito.
A questo punto, compiendo alcuni semplici ragionamenti analogici, viene da porsi le seguenti domande: Ma se con l’aumentare dell’entropia di un sistema, è riscontrabile contemporaneamente anche una perdita della quantità di energia (calore) di tale sistema, ed oltre a ciò abbiamo parallelamente anche una perdita di Informazione sempre riferita al sistema in questione, quest’ultima, non potrebbe essere associata-legata alla quantità di energia (calore) che si disperde nell’ambiente circostante a causa del secondo principio della termodinamica? E se così fosse, in che modo sarebbe ad essa legata? Qual è la sottile linea di confine tra un bit di Informazione e un elettronvolt di energia? Ma stiamo parlando di due cose differenti (bit ed elettronvolt), oppure della stessa identica cosa, ma con aspetti differenti (come nel caso dell’equivalenza di massa ed energia)? E se alla fine scoprissimo che bit ed elettronvolt rappresentano semplicemente due tipi di unità di misura, con cui possiamo definire il concetto fondamentale di Energia? Bè, allora sarebbe lecito chiedersi: Ma quante migliaia, milioni oppure miliardi di bit occorrono per costituire un singolo elettronvolt (o Joule) di energia?
Non
dimentichiamoci del fatto che
nell'Equazione di Schrödinger la
funzione d'onda descrive
un'ampiezza di probabilità, e
nessuno ci impedisce di
sostituire/ridefinire tale
ampiezza (P) con una determinata
quantità di Informazione (I)!
Ecco quindi in sostanza da dove nasce la mia ipotesi di considerare l’Informazione, come una sorta di costituente fondamentale dell’Energia.
Giustamente a questo punto qualcuno potrebbe chiedersi:
Ma come, una perdita di energia (calore) comporta un AUMENTO dell'informazione e non una diminuzione.
Veniamo quindi alla risoluzione di tale paradosso.
Si consideri un corpo qualsiasi dotato di una certa massa; se noi aumentiamo la temperatura (T) di tale corpo, avremmo un flusso di energia (E) che dal corpo in questione si sposta nell’ambiente ad esso circostante. Il corpo quindi giustamente perderà una determinata quantità di Informazione (I) e ci apparirà come un sistema dotato di una notevole entropia; l’informazione che il corpo perderà però, si sposterà semplicemente nell’ambiente ad esso circostante, aumentandone l’Informazione.
Ecco perché noi non potremo mai misurare-osservare tale Informazione; per il fatto che essa rimarrebbe sempre fuori da qualsiasi corpo o sistema entropico termodinamico.
Ecco quindi in sostanza da dove nasce la mia ipotesi di considerare l’Informazione, come una sorta di costituente fondamentale dell’Energia.
Giustamente a questo punto qualcuno potrebbe chiedersi:
Ma come, una perdita di energia (calore) comporta un AUMENTO dell'informazione e non una diminuzione.
Veniamo quindi alla risoluzione di tale paradosso.
Si consideri un corpo qualsiasi dotato di una certa massa; se noi aumentiamo la temperatura (T) di tale corpo, avremmo un flusso di energia (E) che dal corpo in questione si sposta nell’ambiente ad esso circostante. Il corpo quindi giustamente perderà una determinata quantità di Informazione (I) e ci apparirà come un sistema dotato di una notevole entropia; l’informazione che il corpo perderà però, si sposterà semplicemente nell’ambiente ad esso circostante, aumentandone l’Informazione.
Ecco perché noi non potremo mai misurare-osservare tale Informazione; per il fatto che essa rimarrebbe sempre fuori da qualsiasi corpo o sistema entropico termodinamico.
Non è da escludersi
quindi che tale "informazione in
eccesso", possa andare a
confluire in una o più
dimensioni nascoste, previste
nella Teoria delle Stringhe.
Contrariamente invece, nel caso in cui diminuissimo la temperatura (T) di tale corpo, andremmo a rallentare il flusso di energia (E) che dal corpo si sposta nell’ambiente ad esso circostante. A temperature prossime allo zero assoluto, il flusso di energia sarebbe pressoché nullo; in questo caso l’Informazione(I) non avrebbe alcun modo di passare dal corpo in questione all’ambiente ad esso circostante. Il corpo quindi disporrebbe della quantità massima consentita di Informazione.
Contrariamente invece, nel caso in cui diminuissimo la temperatura (T) di tale corpo, andremmo a rallentare il flusso di energia (E) che dal corpo si sposta nell’ambiente ad esso circostante. A temperature prossime allo zero assoluto, il flusso di energia sarebbe pressoché nullo; in questo caso l’Informazione(I) non avrebbe alcun modo di passare dal corpo in questione all’ambiente ad esso circostante. Il corpo quindi disporrebbe della quantità massima consentita di Informazione.