IN SINTESI• Cinquant'anni or sono Hugh

Everett III ideò la sua

«interpretazione dei molti

mondi» della meccanica

quantistica, secondo la quale

in ogni istante gli effetti

quantistici generano

innumerevoli ramificazioni

dell'universo, ognuna

caratterizzata da un diverso

svolgimento degli eventi.

• La teoria è piuttostostravagante, ma fu dedottada Everett direttamente daifondamenti matematici dellameccanica quantistica.L'ipotesi fu respinta dallamaggior parte dei fisicidell'epoca, ed egli abbreviòla sua tesi di dottoratosull'argomento per farlasembrare meno controversa.

• Scoraggiato, Everettabbandonò la fisica perdedicarsi alla matematicae al calcolo applicatia fini militari e industriali.Nella vita privata fu unapersona estremamenteintroversa, afflitta daproblemi di alcolismo.

• Morì ad appena 51 anni,senza fare in tempo adassistere alla rivalutazioneche i fisici hanno riservatoalle sue idee nell'ultimoperiodo.

76 LE SCIENZE

STORIA DELLA FISICA

I motimondi

l di Hvgh Ever

Quando la sua teoria degli universi multipli si scontrò con lo scetticismoe l'indifferenza dei colleghi, Hugh Everett decise di abbandonarel'università per dedicarsi alla ricerca applicata per conto del Pentagono

li ugh Everett III fu un brillante matema-tico, un fisico teorico iconoclasta e unconsulente della Difesa con licenza di

accesso ai più delicati segreti militari nazionali. In-trodusse in fisica un nuovo concetto di realtà e in-fluenzò il corso della storia del mondo in un'epocain cui l'apocalisse nucleare incombeva sui destinidell'umanità. Per gli appassionati di fantascienza, èstato e rimane un mito: l'uomo che inventò la teo-ria quantistica degli universi multipli. Per i suoi fi-gli, fu altro ancora: un padre completamente inca-pace di affetto, «un elemento del mobilio venuto atavola giusto per la cena», con la sigaretta in mano.Fu un fumatore compulsivo e un grande bevitore.

Così si presenta la storia, almeno per come sisvolse nella biforcazione di universo che ci riguar-da. Se è corretta la «teoria dei molti mondi» cheEverett sviluppò durante la specializzazione a Prin-ceton, a metà degli anni cinquanta, la sua vita deveinfatti aver imboccato molti altri destini alternativi,in un numero incalcolabile di universi multipli.

La rivoluzionaria analisi di Everett contribuì al-l'interpretazione del come della meccanica quanti-stica. Anche se l'idea dei molti mondi è tutt'altroche universalmente accettata, i suoi metodi di ela-borazione della teoria hanno anticipato il concettodi decoerenza quantistica, una moderna spiegazio-ne del perché la bizzarria probabilistica della mec-canica quantistica si risolva nel mondo concretoche cade quotidianamente sotto i nostri sensi.

Il lavoro di Everett è noto ai fisici, ma pochi co-noscono la storia della sua vita. Le ricerche di archi-vio condotte dallo storico russo Eugene •Sikhovisev,da me e da altri, e le interviste che ho avuto da col-leghi e amici dello scienziato, oltre che da suo figlio(divenuto un musicista rock di successo), narranola storia di un'intelligenza radiosa, spenta troppopresto dai demoni personali.

L'avventura scientifica di Everett ebbe inizio unasera del 1954, come raccontò una ventina d'annipiù tardi, «dopo un paio di sherry». Con Charles Mi-sner, suo compagno di corso a Princeton, e un vi-sitatore di nome Aage Petersen, allora assistentedi Niels Bohr, stava pensando a «cose ridicole sulleimplicazioni della meccanica quantistica». Durantequell'incontro, Everett ebbe l'intuizione di base del-la teoria dei molti mondi, e nelle settimane che se-guirono iniziò a svilupparla in una dissertazione.

Cose ridicoleIl nucleo dell'idea consisteva nell'interpreta-

re che cosa rappresentassero nel mondo reale leequazioni della meccanica quantistica facendo inmodo che fosse la stessa matematica della teoriaa mostrarlo, anziché appiccicare ipotesi interpre-tative alla matematica. In questo modo il giovaneEverett provocava l'establishment della fisica deltempo a ridiscutere la propria nozione fondamen-tale di che cosa costituisca la realtà fisica.

In questa impresa, Everett prese coraggiosa-mente di petto il problema della misura in mec-canica quantistica, che assillava i fisici dagli an-ni venti. In poche parole, il problema insorge dauna contraddizione tra come le particelle elemen-tari (per esempio elettroni e fotoni) interagisconoal livello microscopico, quantistico, della realtà, eciò che accade quando le particelle sono misuratedal livello macroscopico, classico.

Nel mondo quantistico una particella elementa-re, o un insieme di particelle, può esistere in unasovrapposizione di due o più stati. Un elettrone,per esempio, può essere in una sovrapposizione didifferenti posizioni, velocità e orientazioni del suospin. Eppure ogni volta che si misura una di que-ste proprietà, si trova un risultato definito: solo unodegli elementi della sovrapposizione, e non una

474 febbraio 2008

di Peter Byrne

combinazione di essi. E neppure si osservano maioggetti macroscopici in sovrapposizione di stati. Ilproblema della misura si riduce in definitiva a que-sta domanda: come emerge il mondo unico dellanostra esperienza dalla molteplicità di alternativedisponibili nel mondo quantistico sovrapposto?

Per rappresentare gli stati quantici i fisici usa-no entità matematiche chiamate funzioni d'onda.Una funzione d'onda può essere pensata come unalista di tutte le possibili configurazioni di un si-stema quantistico in una sovrapposizione di sta-ti, insieme a parametri che forniscono la probabi-lità del fatto che ciascuna configurazione sia quel-la, apparentemente scelta a caso, che troveremmose misurassimo il sistema. La funzione d'onda trat-ta ciascun elemento come ugualmente reale, an-che se non necessariamente equiprobabile dal no-stro punto di vista.

L'equazione di Schrtidinger delinea il modo incui la funzione d'onda di un sistema quantisticovaria nel tempo. Ma questa elegante formulazio-ne matematica sembra contraddire ciò che accadequando osserviamo un sistema quantistico, comeun elettrone, con uno strumento scientifico (che asua volta può essere considerato un sistema quan-tistico). Al momento della misurazione, infatti, lafunzione d'onda che descrive la sovrapposizione distati sembra collassare in uno specifico stato, inter-rompendo e introducendo una discontinuità nel-l'evoluzione della funzione d'onda. Emerge così ununico esito, che esclude ogni altra possibilità dallarealtà descritta secondo la fisica classica.

Il risultato che si produce al momento della mi-surazione sembra essere arbitrario; la sua selezionenon evolve logicamente dall'informazione conte-nuta nella funzione d'onda dell'elettrone prima del-la misurazione. E neppure la matematica del collas-so emerge dal flusso senza soluzione di continuità

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A

Un altro modo di pensare alla funzione d'onda è

raffigurarla come una lista di stati e delle ampiezze

corrispondenti.

Posizione Ir Ampiezza Probabilità

A i 0,8 IL 64 per cento iB • 0,6 ~Me per ceni101

Se uno strumento misura una particella in una

sovrapposizione di stati produce un risultato specifico

(AO B, apparentemente a caso), non una combinazione

dei due, e la particella cessa di essere nella

sovrapposizione. E non capita mai di vedere oggetti

macroscopici, come palle da tennis, in stati sovrapposti.

<L'interpretazionedi Copenhagen

è disperatamenteincompleta...

una mostruositàfilosofica...»

Hugh Everett

L'AUTORE

PETER BYRNE (www.peterbyrne.info)

è un giornalista e divulgatore

scientifico residente in California,

attualmente impegnato nella

ricostruzione biografica della vicenda

umana e scientifica di Hugh Everett.

Byrne esprime la propria gratitudine

a Eugene àikhovtsev di Kostromo, in

Russia, il primo storico cimentatosi

nello studio della vita di Everett, che

ha generosamente condiviso il suo

materiale di ricerca; all'American

Institute of Physics per il sostegno

finanziario; a George E. Pugh e

Kenneth Ford per la loro assistenza; e

ancora ai fisici che hanno rivisto il

contenuto scientifico di questo

articolo: Stephen Shenker, Leonard

Susskind, David Deutsch, Wojciech H.

Zurek, James B. Hartle, Cecile DeWitt-

Morette e Max Tegmark.

78 LE SCIENZE

Una questione irrisolta in meccanica quantistica è

quella relativa alla comprensione del modo in cui

gli stati quantici delle particelle sono correlati

al mondo classico che vediamo intorno a noi.

La meccanica quantistica rappresenta lo stato di una

particella con un ente matematico detto funzione

d'onda. Per esempio la funzione d'onda che

rappresenta una particella in una posizione A (come

un elettrone in una trappola nanoscopica) presenterà

un picco in A e sarà zero in ogni altro punto.

A

Come le onde ordinarie, le funzioni d'onda si

sommano a formare sovrapposizioni. Queste funzionid'onda rappresentano particelle che sono in più di

uno stato nello stesso istante. L'ampiezza di ogni

picco è legata alla probabilità di trovare quello stato

quando si effettua una misurazione.

L'interpretazione di Copenhagen e l'interpretazione dei molti mondi di Hugh Everett

rappresentano due risposte radicalmente diverse al problema della misurazione. (Esistono

comunque diverse altre ipotesi in proposito.)

L'INTERPRETAZIONE DI COPENHAGEN

Secondo Bohr e altri, gli

strumenti (e le persone) che

effettuano misurazioni

risiedono in un dominio

classico che è separato da

quello quantistico. Quando

un dispositivo classico

misura una sovrapposizione

di stati, fa sì che la funzione

d'onda quantistica collassi

a caso in una delle

alternative, e che tutte

le altre possibilità

scompaiano. Le equazioni

della meccanica quantistica

non spiegano perché si

verifichi il collasso della

funzione d'onda: esso è

stato aggiunto come

postulato a sé stante.

L'INTERPRETAZIONE A MOLTI MONDI

Il contributo rivoluzionario di Everett consiste nell'avere analizzato il processo di misurazione

considerando lo strumento (e le persone) semplicemente come un altro sistema quantistico, a

sua volta soggetto alle solite equazioni e ai soliti principi della meccanica quantistica. Da questa

analisi concludeva che il risultato finale sarebbe stato una sovrapposizione degli esiti alternativi

di misurazione completata, e che i componenti della sovrapposizione sarebbero stati come

bracci separati di un universo in diramazione. Non percepiamo queste sovrapposizioni del

mondo macroscopico perché la copia di noi che si trova in ognuno dei rami può accorgersi solo

di ciò che accade nel proprio ramo.

DOMINIO QUANTISTICO

•-•• •

• •• •

dell'equazione di Schródinger. Di fatto, il collassodeve essere aggiunto come un postulato, un pro-cesso aggiuntivo che sembra violare l'equazione.

Molti tra i fondatori della meccanica quantisti-ca, in particolare Bohr, Werner Heisenberg e Johnvon Neumann, concordavano su un'interpretazionedella teoria - l'interpretazione di Copenhagen - pertrattare il problema della misura. Questo modello direaltà postula che la meccanica del mondo quanti-stico si riduca arbitrariamente a (e trovi significa-to unicamente in termini di) fenomeni osservabi-li classicamente, e non viceversa. L'interpretazionedi Copenhagen implica che il risultato della misu-razione di un oggetto quantistico esaurisca tutta laconoscenza oggettiva possibile di quell'oggetto.

Questo approccio privilegia l'osservatore ester-no, collocandolo in un dominio classico che simantiene distinto dal dominio quantistico al qualeappartiene l'oggetto osservato. Pur non riuscendo aspiegare la natura del limite tra dominio quantisti-co e dominio classico, i fautori dell'interpretazionedi Copenhagen usarono comunque la meccanicaquantistica con grande successo tecnico. A interegenerazioni di fisici venne insegnato che le equa-zioni della meccanica quantistica funzionano soloin una parte della realtà, quella microscopica, ces-sando di essere rilevanti nel mondo macroscopico.

Alcuni parlano a questo proposito di «interpre-tazione del zitto e calcola»: ignora il rompicapo fi-losofico su come possano coesistere il classico e ilquantistico e usa l'equazione di Schrtidinger (e isuccessivi sviluppi matematici della teoria quanti-stica) per calcolare grandezze di interesse pratico.Tra queste vi sono i livelli energetici degli atomi, lapredizione di esperimenti in acceleratori di parti-celle, le proprietà di semiconduttori, supercondut-tori e altri materiali e così via. Questo è quanto, perla maggior parte dei fisici.

Funzione d'onda universaleIn contrasto con questo approccio, Everett af-

frontò il problema della misura fondendo il mondomicroscopico e quello macroscopico. Rese l'osser-vatore parte integrante del sistema osservato, in-troducendo una funzione d'onda universale che le-ga osservatori e oggetti come parti di un unico si-stema quantistico. Descrisse il mondo macrosco-pico in termini quanto-meccanici e concepì l'ideache anche gli oggetti ordinari esistano in sovrappo-sizioni quantistiche. In opposizione a Bohr e Hei-senberg, fece a meno della necessità della disconti-nuità data dal collasso della funzione d'onda.

L'idea rivoluzionaria fu quella di porre le do-mande: e se l'evoluzione continua della funzioned'onda non fosse interrotta da azioni di misurazio-

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ne? E se l'equazione di Schrtidinger si applicassesempre e a qualsiasi cosa: tanto agli oggetti quan-to agli osservatori? E se nessun elemento delle so-vrapposizioni finisse per essere escluso dalla real-tà? Come ci apparirebbe un mondo del genere?

Con questi presupposti la funzione d'onda di unosservatore si sarebbe biforcata a ogni interazionedell'osservatore con un oggetto in una sovrapposi-zione di stati. La funzione d'onda universale conter-rebbe rami per ogni stato della sovrapposizione. Inogni ramo c'è una copia dell'osservatore, e ogni os-servatore trova uno stato diverso della sovrapposi-zione come risultato della misura. Per una proprietàmatematica fondamentale dell'equazione di Schrò-dinger, una volta formati i rami non si influenzanoreciprocamente. Pertanto ciascun ramo imbocca unfuturo differente, indipendentemente dagli altri.

Consideriamo una persona intenta a misura-re una particella che si trova in una sovrapposizio-ne di due stati, per esempio un elettrone in una so-vrapposizione di due posizioni, A e B. In un ramolo sperimentatore osserva l'elettrone in corrispon-denza di A. In un ramo quasi identico, una copiadello sperimentatore osserva lo stesso elettrone incorrispondenza di B. Ogni copia percepisce se stes-sa come unica, e vede il caso come l'emergere diuna realtà determinata da un insieme di possibilistati fisici. Nella realtà complessiva, invece si veri-fica anche ogni altro stato.

Per spiegare come percepiremmo un univer-so del genere dobbiamo immaginare la presenzadi un osservatore. Ma il processo di ramificazio-ne è più generale, e avviene indipendentementedal fatto che sia o meno presente un essere umano.In generale, in ogni interazione tra sistemi fisici lafunzione d'onda dei sistemi combinati tenderebbea biforcarsi in questo modo. Oggi la comprensio-ne del modo in cui i rami divengono indipenden-ti e ognuno di essi si presenta come la realtà clas-sica alla quale siamo abituati è nota come «teoriadella decoerenza». Ed è parte integrante della teo-ria quantistica standard, anche se non tutti con-cordano che tutti i rami rappresentino mondi real-mente esistenti.

Everett non fu il primo fisico a criticare l'inter-pretazione di Copenhagen. Ma fu il primo a deri-vare una teoria matematicamente coerente di unafunzione d'onda universale dalle equazioni dellameccanica quantistica. L'esistenza di universi mul-tipli emergeva come conseguenza necessaria dellasua teoria. In una nota a piè di pagina inserita nel-la versione finale della tesi, scrisse: «Dal punto divista della teoria, tutti gli elementi di una sovrap-posizione (tutti i "rami") sono "reali", e nessuno èpiù "reale" degli altri».

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Due risposte al problema

La deduzione dei molti mondiEverett suppose che ogni cosa esistente sia un sistema quantistico che obbedisce

all'equazione di Schródinger. E analizzò con cura ciò che accade quando strumenti di

misurazione e osservatori interagiscono con oggetti quantistici in una sovrapposizione di

stati. Quindi considerò la matematica di una «funzione d'onda universale» che comprendeva

lo stato dello strumento e dell'osservatore oltre a quello dell'oggetto. I tre stati si moltiplicano

tra loro per dare lo stato totale, come mostrato qui sotto:

Nello stato rappresentato sopra la particella è in posizione A con 11100 per cento della certezza

prima della misurazione. In questo caso (senza sovrapposizioni), l'equazione di Schródinger

descrive l'evoluzione del sistema fino a uno stato quantico finale privo di ambiguità: l'interazione

tra particella e strumento fa scattare l'indicatore «A». La luce viaggia fino all'osservatore, che la

vede e forma una memoria del fatto che l'indicatore A ha lampeggiato (sotto).

Un'evoluzione simile si ha se la particella si trova nella posizione B. Il processo rappresentato

è fortemente idealizzato, ma le idealizzazioni non alterano le conclusioni. Che cosa accade

invece se prima della misurazione la particella è preparata in una sovrapposizione di stati?

Nella descrizione matematica, le sovrapposizioni sono semplici somme:

All—AZAUK =0,8 (Al") +0,6 ("111.9numeri in questo esempio corrispondono a una probabilità del 64 per cento di vedere l'esito

A (0,64 è 0,8 al quadrato) e del 36 per cento di vedere B. Quando la somma è inclusa nello

stato quantico totale iniziale di oggetto, strumento e osservatore, il risultato è che il sistema

nel suo complesso si trova in una sovrapposizione di due stati:

(0,8 A + 0,6 B) x Strumento x Osservatore =

0,8 (A x Strumento x Osservatore) + 0,6 (B x Strumento x Osservatore)

Grazie alla linearità dell'equazione di Schródinger, quando questo stato totale evolve ciascun

componente (vale a dire i due addendi su ciacun lato del segno «+») evolve come farebbe se

non ci fosse altro. Per cui lo stato finale totale non è che una sovrapposizione dei singoli stati

finali ottenuti quando la particella partiva in corrispondenza di una posizione definita:

La linearità e l'ortogonalità degli stati assicurano che, con il passare del tempo, le due parti

della funzione d'onda non si influenzino più reciprocamente. La teoria della decoerenza lo

spiega in maggiore dettaglio. Il ramo «A», con un osservatore nello stato di certezza di avere

visto il lampo di luce A, prosegue come se costituisse la funzione d'onda nella sua interezza, e

lo stesso fa il ramo «B». Le figure che mostrano l'universo mentre si divide in rami con storie

differenti rappresentano questo processo. Everett verificò che la matematica è coerente anche

in situazioni più complicate, come quelle che coinvolgono più misurazioni e osservatori. Un

problema ancora aperto consiste nel capire in che senso il ramo A «si verifichi» per il 64 per

cento del tempo e il ramo B solo per il 36 per cento. Graham P Collins

La bozza che conteneva queste idee provocò no-tevoli contrasti, scoperti circa cinque anni fa graziea una ricerca archivistica di Olival Freire, Jr., stori-co della scienza dell'Università Federale di Bahia, inBrasile. Nella primavera del 1956 il tutore accade-mico di Everett a Princeton, John Archibald VVhee-ler, portò la prima stesura della dissertazione a Co-penhagen per convincere l'Accademia delle scienzedanese a pubblicarla. Scrisse a Everett di aver avu-to «tre lunghe e accese discussioni su di essa» conBohr e Petersen. Wheeler mise a parte del lavorodel suo studente anche altri fisici del Niels Bohr In-stitute, tra i quali Alexander W. Stern.

BiforcazioniLa lettera di Wheeler a Everett riferiva: «Il tuo

bellissimo formalismo della funzione d'onda rima-ne, naturalmente; tuttavia noi tutti sentiamo che ilvero problema sono le parole che vanno associatealle grandezze di quel formalismo». Per prima co-sa, Wheeler era un po' disturbato dall'abitudine diEverett a «biforcare» esseri umani e palle di canno-ne a mo' di metafora scientifica.

La sua lettera lasciava trapelare il disagio dei fi-sici di Copenhagen sul significato del lavoro diEverett. Stern liquidò la teoria come «teologia», elo stesso Wheeler si dimostrò restio a contestareBohr. In una lunga e prudente lettera a Stern, provòa presentare e giustificare la teoria di Everett comeun'estensione, e non una confutazione, dell'inter-pretazione prevalente della meccanica quantistica:

Ritengo di poter dire che questo giovane eccel-lente, capace e originale sia pervenuto per gra-di ad accettare l'attuale approccio al proble-ma della misura come corretto e coerente, perquanto nell'attuale bozza di tesi rimangano al-cune tracce del suo trascorso scetticismo Così,per scongiurare ogni possibile malinteso, mi silasci dire che la tesi di Everett non intende met-tere in questione l'attuale approccio al problemadella misura, bensì accettarlo e generalizzarlo.

Everett avrebbe disapprovato la descrizione fat-ta da VVheeler della sua opinione sull'interpretazio-ne di Copenhagen. Un anno più tardi, rispondendoalle critiche di Bryce S. DeWitt, direttore della «Re-views of Modem Physics», scrisse:

L'interpretazione di Copenhagen è irrimedia-bilmente incompleta per il fatto di basarsi apriori sulla fisica classica.., oltre a essere unamostruosità filosofica che riserva il concetto di«realtà» al mondo macroscopico e lo nega almicrocosmo.

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Mentre VVheeler era in Europa a perorare la suacausa, Everett rischiava di perdere il diritto al rin-vio della chiamata di leva per motivi di studio. Perevitare di ritrovarsi in un campo di addestramento,decise di accettare un posto di ricercatore al Pen-tagono. Si trasferì a Washington, per non tornaremai più alla fisica teorica.

L'anno seguente, dopo uno scambio di corri-spondenza con VVheeler si piegava, con riluttanza,a tagliare la propria tesi a un quarto della lunghez-za originale. Nell'aprile 1957 il comitato di tesi diEverett accettò la versione abbreviata, senza le «bi-forcazioni». Tre mesi più tardi la «Reviews of Mo-dem Physics» pubblicò la tesi, con il titolo «RelativeState» Formulation of Quantum Mechanics. Con unarticolo di accompagnamento nello stesso numero,VVheeler lodava la scoperta del suo studente.

Non appena fu dato alle stampe, il lavoro sci-volò nell'oblio. VVheeler prese gradualmente le di-stanze dalla teoria di Everett, ma rimase in contat-to con il teorico, incoraggiandolo invano a lavo-rare ancora sulla meccanica quantistica. In un'in-tervista rilasciata lo scorso anno VVheeler, che oggiha 96 anni, commentava che Everett «rimase de-luso e amareggiato per l'assenza di reazioni allasua teoria. Come vorrei aver continuato a discuterecon lui... Le questioni che aveva messo sul tappetoerano davvero importanti».

Strategie nucleari militariPrinceton insignì Everett del dottorato un anno

dopo l'inizio del suo primo progetto per il Pentago-no: il calcolo dei potenziali tassi di mortalità per ef-fetto del fallout radioattivo di una guerra nucleare.Presto fu messo a capo della sezione di matematicadel Weapons Systems Evaluation Group (WSEG),un gruppo di lavoro estremamente influente. Eve-rett consigliò direttamente funzionari di alto livel-lo delle Amministrazioni Eisenhower e Kennedy,compreso il Segretario alla Difesa Robert McNa-mara, sui metodi migliori per la scelta dei bersaglidi bombe termonucleari e la strutturazione dell'ap-parato strategico nucleare tra bombardieri, sotto-marini e missili balistici lanciati da silos sotterraneiper assestare il colpo decisivo in un attacco nuclea-re. Nel 1960 contribuì alla stesura del documentoWSEG n. 50, un rapporto di importanza crucialeche a tutt'oggi rimane coperto dal segreto militare.

Secondo l'amico e collega George E. Pugh, e an-che a detta di alcuni storici, il WSEG n. 50 razio-nalizzò e promosse strategie militari che rimase-ro operative per decenni, compreso il concetto di«mutua distruzione assicurata». Il WSEG fornì aidecisori politici una quantità di informazioni ter-rificanti sugli effetti globali del fallout radioattivo.

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Molti si convinsero che era preferibile una situazio-ne di stallo perpetuo, frenando coloro che caldeg-giavano il lancio di un attacco nucleare preventivocontro Unione Sovietica, Cina e altri paesi sociali-sti. A quanto si dice, il WSEG n. 50 avrebbe favo-rito lo schieramento dei missili Minuteman con ba-se a terra e dei sottomarini Polaris armati con testa-te nucleari che, potendo sfuggire a un primo attac-co sovietico, consentivano di mantenere una politi-ca della deterrenza.

In questo periodo fu scritto anche altro un capi-tolo della contesa sulla teoria di Everett. Nella pri-mavera 1959 Bohr concesse a Everett l'opportuni-tà di un confronto a Copenhagen. I due si incontra-rono per sei settimane, ma con scarsi risultati: Bohrnon cambiò la propria posizione ed Everett nontornò alla ricerca in fisica quantistica. Ma il viag-gio a Copenhagen non fu un completo fallimento.Un pomeriggio, bevendo birra all'Hotel Osterport,Everett scrisse sulla carta da lettera dell'albergo unimportante perfezionamento dell'altro tour de for-ce matematico per cui è noto: il metodo dei molti-plicatori di Lagrange generalizzato, conosciuto an-che come algoritmo di Everett. Il metodo semplifi-ca la ricerca di soluzioni ottimali a problemi logi-stici complessi, spaziando dal dispiegamento di ar-mi nucleari ai tempi di produzione industriale, alladefinizione degli itinerari degli autobus.

Nel 1964 Everett, Pugh e diversi altri colleghi delWSEG fondarono una società privata di consulen-za alla Difesa, la Lambda Corporation. Tra l'altro, laLambda mise a punto modelli matematici di sistemiantimissile e simulazioni di guerra nucleare com-puterizzate che, secondo Pugh, furono usati dai mi-litari per anni. Everett si appassionò all'invenzionedi applicazioni del teorema di Bayes, un procedi-mento matematico con cui si può correlare la pro-

NIELS BOHR (al centro) incontra

Everett (alla destra di Boh,) alla

Princeton University nel novembre

1954, l'anno in cui Everett ebbe per la

prima volta l'idea dei molti mondi.

Bohr non accettò mai la teoria

proposta da Everett. Gli altri studenti

presenti sono (da sinistra a destra)Charles W. Misner, Hale F. Trotter e

David K. Harrison.

km. LettureThe Many Worlds Interpretation of

Quantum Mechanics. DeWitt B.S. e

Graham N. (a cura), Princeton University

Press, 1973.

La Trama della Realtà. Deutsch D.,

Einaudi,Torino,1997.

Biographical Sketch of Hugh Everett,

III. Sikhovtsev E., 2003.

On line all'indirizzo:

space.mit.edu/home/tegmark/everett

Science and Ultimate Reality:

Quantum Theory, Cosmology, and

Complexity. BarrowJ.D., Davies P.C.W.,

Harper CL., Jr. (a cura), Cambridge

University Press, 2004.

Things the Grandchildren Should

Know. Everett M., Little, Brown (instampa).

LE SCIENZE 81

babilità di eventi futuri all'esperienza del passato.Nel 1971 realizzò una macchina bayesiana proto-tipo, un programma per computer che impara dal-l'esperienza e semplifica il processo decisionale at-traverso la deduzione degli esiti probabili, un po'come fanno gli esseri umani quando ricorrono albuon senso. Su incarico del Pentagono, la Lamb-da applicò il metodo all'invenzione di tecniche perprevedere le traiettorie di missili balistici in arrivo.

Nel 1973 Everett lasciò la Lambda e avviò unasocietà di elaborazione dati, la DBS, insieme a Do-nald Reisler. La DBS faceva ricerca su applicazionimilitari, ma era specializzata anche nell'analisi de-gli effetti socioeconomici dei programmi di azionepositiva del Governo. Quando si incontrarono per laprima volta, ricorda Reisler, Everett gli chiese qua-si con imbarazzo se avesse mai letto il suo lavorodel 1957. «Ci pensai un istante e risposi: "Oh, san-to cielo, lei è quell'Everett, il pazzoide che ha scrit-to quella follia di articolo"», racconta. «Quando l'holetto mentre ero alla scuola di specializzazione - glidisse con una risatina soffocata - l'ho fatto volarenel cestino». I due divennero amici intimi, ma fece-ro il patto di non sfiorare mai più l'argomento.

Tre Martini a pranzoNonostante questi successi, Everett aveva molti

problemi nella sua vita privata. Beveva, e secondogli amici il problema non fece che peggiorare conil passare degli anni. Pugh, per esempio, notò perla prima volta l'inclinazione dell'amico per l'alcoolnell'agosto 1957, quando condivisero una camerad'albergo durante una trasferta a Los Angeles perl'acquisto di un computer destinato al WSEG. Se-condo Reisler, Everett era solito pasteggiare con treMartini, per poi smaltirli sonnecchiando in ufficio(pur riuscendo ancora a essere produttivo!). Ma ilsuo edonismo non era il riflesso di un atteggiamen-to rilassato e giocoso nei confronti della vita. «Nonera una persona piacevole», dice Reisler. «Nello stu-dio applicava una logica fredda e brutale. Il riguar-do per i diritti civili non aveva per lui alcun senso».

John Y. Barry, collega di Everett al WSEG, met-te in dubbio anche la sua etica. A metà degli annisettanta Barry convinse la J.P. Morgan ad affidarea Everett l'incarico di sviluppare un procedimentoper prevedere i movimenti del mercato azionario.Secondo varie fonti Everett riuscì a elaborarlo, marifiutò di consegnarlo alla J.P. Morgan. «Ci ha usa-ti», sintetizza Barry. «Era brillante, innovativo, infi-do, sleale, con ogni probabilità alcolizzato».

Everett era egocentrico. «Si compiaceva di ade-rire a una forma di solipsismo estremo», raccontaElaine Tsiang, già impiegata al DBS. «Per quanto sifosse prodigato per mantenere le distanze tra la sua

CRONOLOGIAPERSONALE11 novembre 1930. Hugh EverettIll

nasce a Washington.

1943. Albert Einstein risponde a una

lettera che l'adolescente Everett gli

ha inviato ponendo il problema di

una forza irresistibile che incontra

un oggetto irremovibile.

Autunno 1953. Viene ammesso al

programma di dottorato in fisica alla

Princeton University.

Studia meccanica quantistica come

allievo di Eugene Wigner e John

Archibald Wheeler.

Giugno 1956. Viene assunto come

ricercatore al Pentagono.

Novembre 1956. Sposa Nancy Gore.

Novembre 1956. È nominato capo

della sezione matematica del

Weapons Systems Evaluation Group.

Giugno 1957. Consegue il dottorato

in fisica teorica.

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Luglio 1957. Nasce sua figlia

Elizabeth.

Primavera 1959.A Copenhagen,

Everett mette a punto un importante

perfezionamento di un metodo per

l'individuazione di soluzioni ottimali

a problemi logistici complessi.

1959-1960. Contribuisce alla stesura

del rapporto WSEG n. 50 sulle

strategie nucleari militari.

Gennaio 1961.1nforma

personalmente il Segretario alla

Difesa entrante Robert McNamara

sull'analisi del WSEG relativa alle

opzioni di guerra nucleare.

Aprile 1963. Nasce suo figlio Mark.

1964. Everett e altri suoi colleghi del

WSEG fondano la Lambda

Corporation, società privata di

consulenza alla Difesa.

1973. Lascia la Lambda e crea la

società di elaborazione dati DBS.

19 luglio 1982. Muore nel suo letto

per un attacco cardiaco.

teoria e qualsiasi teoria della mente o della coscien-za, noi tutti dovevamo ovviamente la nostra esi-stenza al mondo che lui aveva portato in essere».

E si può dire che solo a malapena conoscesse isuoi figli, Elizabeth e Mark.

Una seconda vitaMentre Everett si dedicava alla sua carriera im-

prenditoriale, il mondo dei fisici iniziava a prende-re in considerazione la sua teoria. DeWitt ne diven-ne il sostenitore più appassionato. Nel 1967 scris-se un articolo presentando l'equazione di VVheeler-DeWitt, una funzione d'onda universale che potesseessere soddisfatta da una teoria della gravità quan-tistica, e riconoscendo a Everett di aver dimostra-to la necessità di un approccio del genere. DeWitt eil suo allievo Neill Graham curarono poi la pubbli-cazione di una raccolta di articoli, The Many-Worl-ds Interpretation of Quantum Mechanics, che com-prendeva la versione integrale della dissertazionedi Everett. L'espressione «molti mondi» ebbe faci-le presa dopo essere stata divulgata dalla rivista difantascienza «Analog» nel 1976.

Non tutti ritengono che l'interpretazione di Co-penhagen debba cedere il passo. David Mermin, fi-sico della Cornell University, sostiene che l'inter-pretazione di Everett tratta la funzione d'onda co-me parte del mondo oggettivamente reale, mentreegli la considera un semplice strumento matemati-co. «Una funzione d'onda è una costruzione uma-na», dice Mermin. «Il suo scopo è permetterci di da-re un senso alle nostre osservazioni macroscopiche.Il mio punto di vista è l'opposto dell'interpretazio-ne dei molti mondi. La meccanica quantistica è unmodello che ci permette di rendere coerenti le no-stre osservazioni. Dire che ci troviamo all'internodella meccanica quantistica, e che essa debba ap-plicarsi alle nostre percezioni è contraddittorio».

Molti fisici pensano però che la teoria di Eve-rett meriti di essere presa sul serio. «Quando sentiiparlare dell'interpretazione di Everett alla fine deglianni settanta - dice Stephen Shenker, teorico dellaStanford University - pensai che fosse folle. Oggi lamaggior parte dei fisici impegnati nella ricerca sul-la teoria delle stringhe e in cosmologia quantisti-ca insegue qualcosa di molto simile a un'interpre-tazione in stile everettiano. E dati i recenti svilup-pi nel calcolo quantistico questi problemi non sonopiù puramente accademici».

Uno dei pionieri della decoerenza, Wojciech 11.Zurek, del Los Alamos National Laboratory, com-menta: «Il merito di Everett fu nell'insistere che lateoria quantistica dovesse essere universale, chenon dovesse sussistere una divisione dell'univer-so in qualcosa che è a priori classico e in qualco-

MOLTI MONDI EFANTASCIENZALe storie di mondi paralleli e

realtà alternative hanno

affascinato molti autori di

fantascienza. Ecco tre esempi

di racconti ispirati alla teoria di

Everett.

• L'invasione degli uguali, di

Frederik Pohl (Editrice Nord, Milano, 1987):

Copie dei protagonisti viaggiano avanti e

indietro attraverso realtà alternative in cui

vengono trascinati.

• La Terra moltiplicata, di Greg Egan (Editrice

Nord, Milano, 1995): Le sovrapposizioni

quantistiche - e ciò che accade quando

vengono osservate - sono al centro della trama,

nonché la chiave del destino dell'umanità.

• La trilogia Queste oscure materie, di Philip

Pullman (Salani, Milano, 2002-2007): Una

serie che attraversa diversi mondi paralleli. Dal

primo dei tre romanzi, La bussola d'oro, è stato

tratto l'omonimo film nella sale da metà

dicembre 2007. Sono in preparazione le

trasposizioni cinematografiche di La tramasottile e II cannocchiale d'ambra.

sa che è a priori quantistico. Ci ha dato lo strumen-to per usare la teoria quantistica per descrivere lamisurazione nel suo insieme». Il teorico delle strin-ghe e cosmologo Juan Maldacena, dell'Institute forAdvanced Study di Princeton, riflette un atteggia-mento diffuso tra i suoi colleghi: «Quando pensoalla teoria di Everett in termini quanto-meccanici,mi pare che sia la cosa più ragionevole in cui cre-dere. Poi, nella vita di tutti i giorni, non ci credo».

Nel 1977 DeWitt e Wheeler invitarono Everett,che odiava parlare in pubblico, a presentare la suateoria all'Università del Texas ad Austin. Indossò unabito nero sgualcito e non fece che fumare una si-garetta dietro l'altra per tutta la durata del semina-rio. David Deutsch, ora a Oxford e tra i fondatori delcalcolo quantistico (esso stesso ispirato dalla teoriadi Everett), era presente. «Everett era in anticipo suitempi», dice Deutsch riassumendone il contributo.

«Rappresenta il rifiuto di rinunciare al-la spiegazione oggettiva. Abdicare al fineultimo, la spiegazione del mondo, ha arre-cato un grave danno al progresso della fi-sica e della filosofia Ci siamo irrimediabil-mente impantanati nei formalismi, e sonostate considerate progressi cose prive di va-lenza esplicativa. Così il vuoto è stato riem-

pito da misticismo, religione e sciocchezze diogni sorta. Everett è importante perché ha sa-

puto resistere a questo stato di cose.»Dopo la visita in Texas, Wheeler tentò di stabili-

re un legame tra Everett e l'Institute for TheoreticalPhysics di Santa Barbara. A quanto si dice, Everettera interessato, ma alla fine non se ne fece nulla.

La totalità dell'esperienzaEverett morì nel suo letto il 19 luglio 1982. Ave-

va appena 51 anni. Suo figlio Mark, allora adole-scente, ricorda di avere trovato al mattino il corposenza vita del padre (la sorella Elizabeth e la mogliedi Everett, Nancy, erano fuori città). Sentendolofreddo, Mark si rese conto di non poter ricordare diaver mai toccato suo padre prima di quel momen-to. «Non sapevo che cosa provare di fronte al fattoche mio padre fosse appena morto», mi ha raccon-tato. «In realtà non avevo con lui alcun rapporto».

Poco tempo dopo Mark si trasferì a Los Angeles,e divenne il cantante di un famoso gruppo rock,gli Eels. Molte sue canzoni esprimono la tristez-za che sperimentò come figlio di un uomo depres-so, alcolizzato e anaffettivo. Solo diversi anni do-po la sua morte venne a conoscenza della carrierae dei talenti del padre. Elizabeth commise il primodi numerosi tentativi di suicidio nel giugno 1982,un mese prima che Everett morisse. Mark trovò lasorella priva di sensi sul pavimento del bagno, e laportò all'ospedale appena in tempo. Quando rientròa casa, a tarda sera, il padre «alzò gli occhi dal gior-nale che stava leggendo e disse: "Non sapevo chefosse così triste"». Nel 1996 Elizabeth si uccise conun'overdose di sonniferi a Oahu, lasciando un bi-glietto in cui diceva che se ne andava a raggiunge-re il padre in un altro universo.

In una canzone del 2005, Things the Grandchi-ldren Should Know, Mark ha scritto: «Non ho maicapito davvero/come dovesse essere per lui/viveredentro la sua testa». Il padre, versato com'era per isolipsismi, lo avrebbe certamente capito.

«Una volta ammesso che una teoria fisica è soloun modello per il mondo dell'esperienza», conclu-deva Everett nella sua dissertazione, «dobbiamo ri-nunciare a ogni speranza di trovare qualcosa comela teoria corretta... semplicemente perché la totali-tà dell'esperienza non è mai a noi accessibile». •

CRONOLOGIADELLA TEORIAInverno 1954-1955. Everett inizia ascrivere la tesi di dottorato inmeccanica quantistica.Gennaio 1956. Consegna ladissertazione completa, The Theory ofthe Universal Wave Function.Primavera 1956. Wheeler porta ladissertazione a Copenhagen perdiscuterla con Bohr e altri eminentifisici. La loro reazione è negativa.Agosto 1956-marzo 1957. Wheelered Everett riscrivono la tesi,abbreviandola drasticamente.Aprile 1957. La commissione di tesiaccetta la dissertazione abbreviata,«Relative State» Formulation ofQuantum Mechanics.Maggio 1957. Bryce S. DeWitt(direttore della «Reviews of ModemnPhysics») insiste, in una lettera aWheeler, che «il mondo reale non siramifica».Luglio 1957. La «Reviews of ModemnPhysics» pubblica la tesi abbreviata,insieme a una nota di apprezzamentodella teoria scritta da Wheeler.Primavera 1959. Everett incontraBohr a Copenhagen, ma nessuno deidue arretra dalle proprie posizioni.1967. DeWitt scrive uno studio,ispirato dall'approccio di Everett,sull'equazione di Wheeler-DeWitt perla gravità quantistica.Marzo 1970. Dieter Zeh pubblica unlavoro sulla decoerenza,riconoscendo il proprio debito neiconfronti del lavoro di Everett.Settembre 1970. DeWitt pubblical'articolo Quantum Mechanics andReality in «Physics Today»,promuovendo la teoria di Everett.1973. DeWitt e Neill Grahampubblicano il libro The Many-WorldsInterpretation of QuantumMechanics, includendovi entrambele versioni della tesi di Everett,nonché altri lavori.Dicembre 1976. La rivista difantascienza «Analog» divulga lateoria dei molti mondi.1997. Nel suo libro La Trama dellaRealtà, David Deutsch sostiene cheun computer quantistico deriverebbela propria potenza di calcolo dall'usodei mondi paralleli previsti dallateoria di Everett.Luglio 2007.1150° anniversario dellavoro di Everett pubblicato su«Reviews of Modem Physics» ècelebrato da una conferenzaall'Università di Oxford e dallacopertina di «Nature».

82 LE SCIENZE

474 febbraio 2008

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