Re: Freccia del tempo

From: Tommaso Russo, Trieste <trusso_at_tin.it>
Date: Sat, 10 Jul 2010 00:20:06 +0200

Paolo Russo ha scritto:
> Scusandomi per il gran ritardo...

Beh, allora io dovrei cospargermi il capo di cenere... ;-)

Ma va bene cosi', i tempi delle riflessioni serie sono questi.

Devo limitarmi a rispondere solo a un punto, trascurando per ora gli
altri, anche se probabilmente una parte di risposte e' gia' contenuta in
questa:

>> Cosa aspetti a farlo? Pubblicalo sull'Internet e
>> assoggettalo alla licenza Creative Commons.
>
> OK, ho colto l'occasione per smuovermi dalla solita pigrizia.
> Mi sono fatto un sito e tanto per cominciare ho uploadato il
> racconto in questione, "Salto di fase":
> http://digilander.libero.it/paolrus/My/SF/index.html#salto

L'ho stampato (odio leggere narrativa su uno schermo) e usato come amena
lettura per parecchie sere. E' una lettura molto godibile, anche se
richiede, per essere apprezzata appieno, conoscenze di Fisica non
banali: ma proprio per questo mi sento di consigliarlo ai frequentatori
di questo NG. E poi, e' gratis :-)

Prima di parlare di Fisica, mi preme darti un commento letterario e
filosofico.


* Dal punto di vista letterario

all'inizio il racconto e' veramente godibile, quasi a livello della
miglior FS sociologica ("La Luna e' una severa maestra", per capirsi),
fino a pag 27 (la numerazione varia fra pdf e rtf... insomma, quella
dove c'e' lo schema "emettitore�> induttore |lastra| �>rivelatore").

Qui l'esposizione diventa un po' pesante e difficile per il lettore che
non conosce gia' le tematiche: d'altra parte, mi pare chiaro che il tuo
obbiettivo qui era quello di pensare ad alta voce, e non certo di fare
della divulgazione. Il che ti evita di assumere quel sapore didascalico
da cattiva divulgazione che infesta molta della FS dove l'autore spiega
al lettore la sua teoria facendola spiegare al Capitano dall' Esperto di
turno. Qui si vede che la riflessione e' una vera riflessione e non un
rimasticamento: il che richiede, ovviamente, un impegno sensibile al
lettore. La parte piu' godibile di questa seconda parte sono le facce
degli sperimentatori quando constatano che tutti gli esperimenti che
pongono in atto danno risultati diversi dalle loro aspettative :-)

Nella parte finale, anzi, "nei finali", tu introduci una riflessione
filosofica profonda, ma non dandole secondo me il giusto rilievo. Il
finale che chiude la storia la banalizza: il Salto viene presentato come
uno strumento che potra' venir utilizzato per la conquista delle stelle,
nel piu' classico stile New Deal. Ma il *vero* finale che dovrebbe
concluderla dev'essere secondo me la storia parallela che invece esponi
per penultima: la lenta agonia dell'equipaggio chiuso nell'astronave,
isolata dal resto dell'Universo in modo inaggirabile, nel "tempo
inesistente", ripercorsa poi all'indietro nel "tempo inesistente
negativo". Questo lascerebbe il lettore con una domanda pregna di
significato: bella la conquista delle stelle, ma se il prezzo fosse
questo? Non sarebbe meglio fermarsi ed aspettare il prossimo missile,
sperando piuttosto che la faccia finita in *tutti* i nostri possibili
futuri?


* Dal punto di vista filosofico

ti poni esplicitamente una domanda non banale, anzi due:

1) si puo' ottenere uno stato successivo ad uno stato iniziale senza
passare per gli stati intermedi? (Che equivale un po' all'ipotesi
"l'universo e' stato creato 3 secondi fa, nostri ricordi inclusi" - che,
tutto sommato, riguarderebbe solo i viventi *ora* relegando al rango di
personaggi letterari tutti i gi'a trapassati). A questa non ho capito se
rispondi "no" per impossibilita' fisica (per non ammettere trasferimenti
con velocita' superiore a c); certo e' che la tecnologia, che hai
immaginato, per gli stati intermedi ci passa.

2) in questa evoluzione "virtuale", esistono coscienza e sofferenza? La
tua risposta e' si', e coincide con la mia: dove c'e' un sistema che
simula l'evoluzione del suo Universo per mezzo di un modello che include
un modello di se stesso, indipendentemente dal fatto che sistema sia
basato sul carbonio, sul silicio o su microchip e magari anche
l'Universo sia implementato via software, anche a un livello Tanenbaum
molto alto come in Matrix, la' c'e' coscienza e puo' esservi sofferenza.

Sembrerebbe un discorso del tutto astratto e teorico e invece ha
un'applicazione pratica quotidiana: i limiti etici di applicabilita'
della sedazione amnesica. Spiego brevemente di che si tratta e perche'
e' pertinente.

Alcuni esami clinici invasivi, ad esempio la gastroscopia, sono
perfettamente tollerati da un adulto con un minimo di sopportazione. Un
adulto soffoca un lieve conato di vomito quando inghiotte la sonda, si
rassegna a rimanere immobile per alcuni minuti mentre i medici operano,
scopre con sollievo che sia il prelievo di mucosa che l'estrazione della
sonda sono assolutamente indolori, e amen.

Per un bambino, la sopportazione in stato cosciente e' UFO. L'unico modo
possibile di praticarli sono l'anestesia totale o la sedazione. Entrambi
raggiungono lo scopo principale, che il medico possa operare senza
timore di atti inconsulti da parte del piccolo paziente: ma, mentre
l'anestesia totale (lo so per esperienza) spegne completamente la
coscienza come un sonno profondo, la sedazione (anche questo lo so per
esperienza) la lascia ottenebrata ma parzialmente aperta a stimoli
esterni che non riesce a sistemare in un quadro coerente: esperienza non
dolorosa ma piuttosto sgradevole, come un brutto sogno. Tutto sommato,
un prezzo accettabile per non correre il rischio, maggiore, dell'anestesia.

Quando discussi di questo, perche' dovevo scegliere fra le due per un
mio figlio piccolo, il medico, probabilmente per tranquillizzarmi ancor
piu', mi disse che uno dei componenti del cocktail sedativo aveva anche
l'effetto secondario di impedire la fissazione dei ricordi a breve, per
cui il bimbo al risveglio avrebbe dimenticato la brutta esperienza.

Questo mi fece suonare un campanello d'allarme: mi vedevo gia' un bimbo
perfettamente cosciente sottoposto a sofferenze indicibili
nell'impossibilita' di reagire, che mi sarebbe stato restituito alla
fine "come nuovo" solo perche' la sua memoria dell'evento sarebbe stata
cancellata... i medici capirono benissimo, e mi spiegarono che il
cocktail sedativo avrebbe soppresso quasi completamente ogni
sensibilita'; che il brutto dell'esperienza che i bimbi devono passare e
dimenticare non sta nell'esperienza in se, ma nell'ansia che accompagna
i preparativi; e che anche quest'ansia sarebbe stata ridotta, ancora in
presenza e con il conforto dei genitori, da una robusta dose di
benzodiazepine (altro farmaco di cui conosco benissimo e apprezzo
l'effetto in caso di bisogno).

Credo che il parallelo con il tuo salto di fase tu l'abbia capito
benissimo. Immagina che per un intervento chirurgico non venga usata la
sedazione del dolore, ma solo un effetto amnesico a posteriori: in
sostanza, e' come ti dicessero che tuo figlio, o il tuo familiare, o tu
stesso, non verra' anestetizzato, ma clonato in due esemplari: uno
soffrira' le pene dell'inferno, ma tanto poi verra' soppresso; l'altro
si ritrovera' di punto in bianco con qualche punto di sutura, un leggero
indolenzimento della cicatrice, e tutti i vantaggi di un'operazione
riuscita...

BTW, e' proprio in base a ragionamenti simili che trovo ripugnante
l'interpretazione della MQ a molti mondi. Gia' mi basta la dose di
sofferenza presente in quello di cui ho esperienza per dire, con il
primo Giobbe, con Hans Jonas e tanti altri, che un onnipotente buono e
giusto non puo' aver voluto questo: figuriamoci al pensiero di *tutti* i
futuri possibili, in qualcuno dei quali si realizzaranno con certezza
matematica tanto le nostre aspettative piu' rosee quanto i nostri incubi
peggiori (e la media ponderata fra e nostre aspettative piu' rosee e i
nostri incubi peggiori e' *comunque* un incubo).

E non sarei disposto a pagare *quel* prezzo per la conquista delle stelle.


* E ora parliamo di Fisica

ovviamente, tanto per cominciare, dovresti spiegarci come funziona
l'induttore :-)

o almeno, se non vuoi rivelare particolari costruttivi suscettibili di
brevetto ;-), specificare esattamente quali sono i limiti del sistema
sul quale agisce.

Perche' il punto debole della tua simulazione fantascientifica sta
proprio nella definizione di un sistema *isolato*. Da una parte parli di
scatole il cui contenuto si evolve "istantaneamente" o "in modo
accelerato" secondo un operatore evoluzione temporale che evidentemente
non puo' tener conto delle interazioni esterne (ancora avvenire), e
sembrerebbe che tratti la scatola come "isolante" e il contenuto come
"isolato"; dall'altra, *anche* la scatola obbedisce al salto di fase,
per cui fa parte del sistema di cui acceleri l'operatore evoluzione; ma
riesce difficile pensare come una scatola possa *non* interagire con il
resto dell'Universo.

(E' difficile pensarlo anche per il suo contenuto, ma questa e' un'altra
storia.)

Ma allora, quando inverti l'operatore evoluzione temporale, la scatola,
giunta al momento in cui e' stata chiusa, dovrebbe aprirsi (e magari con
maggior velocita' della chiusura, venendo a mancare la spinta del
ricercatore che l'ha chiusa e che non e' soggetto all'inversione).

*Se non si apre,* allora li' - per il sistema che include la scatola, o
per il solo suo contenuto - c'e' una diramazione per cui l'operatore
inverso non la riporta piu' a ripercorrere il suo passato ma, come lo
chiami, un "futuro all'indietro":

> Nel paradosso del topo l'evoluzione a ritroso e` da
> considerarsi istantanea, quindi non c'e` il problema delle
> interazioni con l'ambiente, ma rimane comunque il problema
> della mancanza delle interazioni che erano avvenute in
> passato, che e` altrettanto cruciale.
> Il risultato che prevedo io, sotto ipotesi ragionevoli, e`
> che questo passato "ricalcolato" non coincida affatto con
> quello fattuale,
> ...
> La mia tesi e` che se apri la scatola nello stato |T_-1> ci
> trovi *piu'* CO_2 che in |T_0>, tanta quanta ne hai nello
> stato |T_1>.

Si', con queste precisazioni, posso concordare.

In una discussione con LordBeotian (anche quella moooolto lenta) su fisf
ho presentato una piccola simulazione dell'evoluzione di un sistema
isolato "a' la Boltzmann", la trovi descritta in dettaglio qui:

http://groups.google.it/group/free.it.scienza.fisica/msg/9a0ca7d3bbdbdc2f?hl=it

se guardi uno dei risultati della simulazione, p.es. questo,

http://trusso.freeshell.org/ToyUniverse/15.6.2.0.zoom.jpg

puoi pensare che lo stato del sistema quando chiudi la scatola sia
quello di entropia piuttosto bassa che vedi per t=~986975; l'entropia
bassa e' stata chiaramente immessa dall'ambiente esterno, da sistemi a
entropia ancora inferiore (topo vivo, sperimentatore vivo, orologio,
telecamera... puoi pensare semplicemente la scatola contenga una
bombola vuota in cui in quel momento viene immesso un po' di gas, che
inizialmente sta tutto nei pressi della valvola). Il sistema si evolve
nel tempo (in uno dei due sensi, non ha importanza) verso stati a indice
di probabilita' maggiore (non la chiamo entropia per far contento
Pastore :-).

Al momento 987050 (o anche 986900, non ha importanza) tu inverti
l'operatore evoluzione e il sistema "ritorna indietro" fino allo stato
t=~986975; ma in quel momento le condizioni al contorno cambiano (per
esempio, la valvola della bombola *non* si riapre, per cui il gas non
puo' uscirne come vi era entrata) e quindi il sistema evolve nuovamente,
con tutta probabilita', verso stati a indice di probabilita' maggiore,
ossia verso il suo "futuro all'indietro".


I punti cruciali, su cui forse non la pensiamo allo stesso modo, sono
sostanzialmente due:


1) e' concepibile un sistema immerso in un Universo piu' vasto ma da
esso totalmente isolato?

A parte il fatto che schermi perfetti nella realta' non esistono, la
gravita' non e' proprio schermabile nemmeno in linea di principio.


2) siamo sicuri che un sistema isolato evolva sempre spontaneamente (e
in entrambi i versi del tempo) verso microstati di probabilita' maggiore?

Questa in sostanza era la domanda iniziale di LordBeotian nel thread
sopra citato:
> qual'� l'argomento con cui si
> stabilisce che l' "entropia" aumenta in un modello ideale di
> particelle che si evolvono secondo la fisica classica?

poi precisata cosi':
> Perch� assumiamo che l'evoluzione futura sia quella pi� probabile
> assumendo che ci sia una distribuzione uniforme tra quelle compatibili
> con le medie su scala macroscopica? Che fondamento ha questa
> assunzione?

La maggior parte dei testi di Meccanica Statistica che ho consultato lo
pone come postulato. Gibbs, nei Principles del 1902, dimostra qualcosa
di simile, ma sotto ipotesi piuttosto restrittive e con una
dimostrazione talmente complessa che non posso escludere utilizzi in
qualche passaggio un postulato equivalente.

Io sto accarezzando l'idea che sia un'assunzione basata sul desiderio di
ricavarne il II principio (Huw Price ha dimostrato che tutte le
deduzioni di una legge asimmetrica nel tempo da principi primi
simmetrici nel tempo sono viziate da una fallacia che ha chiamato
"double standard", due pesi e due misure, addebitabile a un wishful
thinking), e che possa non essere vera affatto: che in un sistema
*veramente* isolato, l'entropia totale non subisca variazioni; che
l'ordine, o l'informazione, eventualmente presenti in un certo stato, si
trasformino in modo reversibile in ordine e informazione di tipo diverso.

Lo penso non perche' ne intraveda un possibile meccanismo, ma perche'
considero cosa accade a sistemi lontani dall'equilibrio che consideriamo
"ragionevolmente isolati", se esaminati *nel verso del tempo opposto*
all'usuale: l'entropia complessiva (l'indice di probabilita') diminuisce
sistematicamente; il calore passa regolarmente, *sempre*, dai corpi piu'
freddi a quelli piu' caldi, seguendo rigorosamente le leggi
dell'irraggiamento e della conducibilita' termica (lette al contrario);
il processo termina in un nuovo stato di equilibrio quando l'energia in
eccesso di corpi piu' caldi viene segregata in qualche forma di energia
potenziale, chimica, di legame, o nucleare, azzerando le differenze di
temperatura.

Questi "processi all'indietro" non sarebbero spiegabili, nella visione
classica, come processi "spontanei", e devono quindi *evidentemente*
derivare dall'interazione con il resto dell'Universo che anche in un
sistema "ragionevolmente isolato" non puo' essere evitata. E questo
penso sia un buon motivo per esaminare l'ipotesi che anche i processi
inversi - che ci appaiono "spontanei" in quanto la loro freccia del
tempo termodinamica coincide con la nostra freccia del tempo psicologica
(che ne discende) - derivino dalla stessa interazione.

Per adesso ciao

-- 
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Received on Sat Jul 10 2010 - 00:20:06 CEST

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