Il paradosso dell’amico di Wigner

L’”amico di Wigner” è un celebre esperimento mentale, per la prima volta concepito dal fisico americano Eugene Wigner nel 1961. Esso ha a che fare coi problemi della misurazione e del concetto di mente-corpo all’interno della meccanica quantistica ed è considerato da molti come estensione del già famoso paradosso del gatto di Schrodinger.

Schrodinger, infatti, aveva già minato la validità della controintuitiva nozione della sovrapposizione quantistica, uno dei principi cardine della meccanica quantistica e primo postulato dell’Interpretazione di Copenhagen, secondo la quale, alla stessa maniera delle funzioni onda della fisica classica, due o più stati quantistici possono essere sommati tra loro e da questa operazione si otterrà un altro stato quantistico ugualmente valido.

Col suo esperimento mentale volle porre l’attenzione sulle implicazioni paradossali che questo concetto avrebbe portato (il gatto del suo esperimento risulterebbe, apparentemente, sia vivo che morto allo stesso tempo, almeno fino a quando non arrivi un osservatore a aprire la scatola che lo contiene).

Secondo le interpretazioni popolari, Wigner avrebbe esteso l’esperimento mentale di Schrodinger, aggiungendo un secondo osservatore all’interno del laboratorio, noto come amico di Wigner. In realtà, la versione originaria del paradosso prevede che l’amico del laboratorio è impregnato a compiere misurazioni su un sistema fisico, e assume che quest’ultimo sia in una sovrapposizione di due stati distinti (0 e 1). La misurazione fatta dall’amico dà come risultato uno dei due valori possibili e il sistema collassa nello stato corrispondente.

Wigner, che monitora lo scenario dall’esterno del laboratorio, in accordo con la linearità delle equazioni della meccanica quantistica, assegnerà uno stato sovrapposto a tutto il laboratorio (ossia il sistema congiunto del sistema fisico assieme al suo amico). Lo stato sovrapposto risultante sarà una combinazione lineare di “sistema in stato 0/ amico misura 0” (a) e “sistema in stato 1/ amico misura 1” (b).
A questo punto, Wigner chiede all’amico il risultato della sua misurazione e, in base alla sua risposta, assegnerà al laboratorio lo stato a o b.

Perciò è solo dopo essere venuto a conoscenza del risultato della misurazione fatta dall’amico sul sistema fisico che lo stato sovrapposto del laboratorio collassa, facendo così scattare il paradosso: dal punto di vista dell’amico, il risultato della misurazione viene determinato già prima che Wigner chieda quale sia, e il collasso del sistema fisico a 0 o 1 è già avvenuto. Allora quando avviene il collasso?

Wigner ritiene assurda questa conclusione e risolve il paradosso affermando che è il coinvolgimento della coscienza dell’osservatore a determinare il collasso della funzione d’onda, e che quindi rende definitiva l’osservazione dello sperimentatore chiuso nel laboratorio. Infatti, lo scopo di questo esperimento mentale è illustrare come la coscienza sia necessaria nel processo di misurazione in meccanica quantistica e sia essa, anzi, la causa del collasso della funzione d’onda.

Al contrario, ogni misurazione fatta con strumenti inanimati lascerebbe sia lui che l’amico in una sovrapposizione di stati. Attualmente tale interpretazione della meccanica quantistica è conosciuta come “coscienza causa del collasso”.

In definitiva, Wigner ha reso la meccanica quantistica ancora più soggettiva di quanto avevano fatto, prima di lui, John von Neumann e lo stesso Erwin Schrodinger, postulando che le misurazioni quantistiche richiedono la presenza di un soggetto cosciente, senza il quale niente accadrebbe mai nell’universo.

Fonti:
www.informationphilosopher.com
www.storiografia.me
www.reccom.org