Recentemente mi sono appassionato del progetto Wolfram Physics. Ho fatto qualche ricerca, ed ho approfondito (oddio, diciamo che sono arrivato a capire cosa ci fosse alla base, come idea fondante). Dato che è piuttosto interessante, e che non ho trovato granchè in Italiano, ho pensato di buttare giù due righe, come si suol dire.
Bene, Stephen Wolfram è una figura piuttosto nota in ambito programmazione e matematica. È colui che ha ideato Wolfram Alpha, un sito Web che cerca di rispondere alle domande usando algoritmi per setacciare un enorme database di informazioni. Ed è anche responsabile di Mathematica, un sistema informatico utilizzato dagli scienziati di tutto il mondo.
Orbene, il Wolfram Physics Project è un ambizioso tentativo di sviluppare una nuova fisica del nostro universo. La nuova fisica, dichiara, è computazionale. L'idea guida è che tutto può essere ridotto all'applicazione di semplici regole ai mattoni fondamentali.
Attualmente la nostra comprensione dell'universo in cui viviamo e delle regole fisiche che lo governano è piuttosto buona, ma ha un limite. Abbiamo infatti due teorie piuttosto ben costruite, ovvero la Teoria della Relatività Generale e la Meccanica Quantistica. Entrambe spiegano piuttosto bene i loro rispettivi ambiti di applicazione: la Relatività spiega la gravità e funziona bene con i modelli in larga scala dell'universo, ovvero su entità molto grandi; mentre la Meccanica Quantistica spiega le relazioni tra le particelle in scala subatomica, e quindi entità molto piccole. Fin qui tutto fila, ma noi esseri umani siamo curiosi, e abbiamo già scoperto che esistono casi in cui le due teorie si dovrebbero applicare insieme, un esempio su tutti: i buchi neri. ENORMI quantità di massa (e quindi di effetti gravitazionali) racchiuse in dimensioni MOLTO PICCOLE, e quindi soggette ad effetti quantistici che - di fatto - ci rendono alquanto ciechi, in merito.
Con "Teoria del tutto" si intende il tentativo che stiamo facendo, come esseri umani, di far convergere le due teorie in una sola che sia - appunto - in grado di spiegare... TUTTO.
Attualmente il miglior approccio riconosciuto è la Teoria delle Stringhe, ma si sta rivelando alquanto insoddisfacente, per alcuni.
L'idea di Wolfram, se non ho capito male, è di fornire un'alternativa a questa teoria, e vuol farlo attraverso una branca della matematica chiamata teoria dei grafi. Essa studia gruppi di punti, o nodi, collegati da linee, o bordi.
Si può pensare un po' ad un social network, guardando la figura sotto: si inzia con a e si stabilisce la regola "aggiungi tre amici". Al primo passo a aggiungerà tre amici, al secondo passo tutti questi 4 nodi (quindi compreso a) aggiungeranno tre amici, e così via...
Continuando in questo modo, ben presto la rete formerà un grafico (grafo) molto complesso.
L'idea di Wolfram è che applicare una regola molte volte crei una complessa rete di punti e connessioni. La sua proposta è che l'universo possa essere modellato più o meno allo stesso modo. L'obiettivo della fisica, suggerisce, sarebbe di elaborare le regole a cui il grafico universale obbedisce.
Il punto chiave è che un grafico (grafo) complesso può sembrare una geometria. Ad esempio, immaginiamo un cubo e un grafico che gli somigli.
Allo stesso modo in cui una raccolta di punti e linee può approssimare un cubo solido, Wolfram sostiene che lo spazio stesso può essere una maglia che unisce una serie di nodi. Wolfram sostiene, insomma, che i grafici estremamente complessi assomiglino a superfici e volumi: aggiungendo abbastanza nodi e collegandoli con abbastanza linee formeremmo una specie di reticolo. L'idea sarebbe, quindi, che lo spazio stesso possa essere pensato come una maglia che unisce una serie di nodi in questo modo.
Vi starete chiedendo cosa c'entri questo con la riunificazione delle teorie fisiche. Beh, la meccanica quantistica agisce su particelle, discrete, per loro natura, mentre la relatività tratta l'universo e la gravita come una cosa dotata di continuità (e quindi NON discreta).
Credo quindi che alla base del progetto ci sia il desiderio di provare a vedere se si riesca ad arrivare alla teoria della relatività e/o alla sua geometria, però partendo da una struttura discreta, come appunto i grafi. Se fosse possibile, potrebbe essere un passo in avanti...
Stephen Wolfram ritiene che lo spazio stesso possa essere una complessa rete di punti collegati tra loro mediante una semplice regola che viene ripetuta più volte.
Sul sito ci sono numerosi esempi di come una (o più) regole, applicate successivamente, possa condurre a strutture complesse.
Vi sono delle critiche, alcune riguardano la mancanza di una base di studi coerente con il percorso che vorrebbe intraprendere, ed altri menzionano la similitudine con altri due approcci esistenti alla gravità quantistica: la teoria degli insiemi causali e la gravità quantistica ad anello.
Tuttavia, il progetto è degno di nota. Innanzitutto, Wolfram ha un vasto pubblico e farà molto per diffondere l'approccio che sostiene. I sostenitori della gravità quantistica ad anello lamentano in particolare la predominanza della teoria delle stringhe all'interno della comunità fisica. Wolfram può aiutare a sostenere un cambio di paradigma in fisica.
In secondo luogo, Wolfram offre una panoramica molto attenta del progetto dai principi di base della teoria dei grafi fino alla relatività generale. Ciò renderà più facile per gli individui mettersi al passo con l'approccio generale e potenzialmente dare il proprio contributo.
In terzo luogo, il progetto è "open source", quini potrebbe attrarre, ed è disponibile, per eventuali cittadini con basi scientifiche, anche se hobbystiche.