La mente nuova dell'imperatore 88-383-7130-X [PDF]

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BIBLIOTECA SCIE N TIFICA ·sAN SONI REPRINTS 9

Biblioteca Scientifica Sansoni

altri volumi pubblicati

Le origini dell'universo (seconda edizione) Gli ultimi tre minuti (terza edizione) 3. Richard Leakey, Le origini dell'umanità 4. Richard Dawkins, Il fiume della vita 5.James Gleick, Caos (terza edizione) 6. Stephen Hawking-Roger Penrose, La natura dello spazio e del tempo l.John D. Barrow,

2. Pau! Davies,

(seconda edizione)

La mente e le menti 1èmpo di stelle Roger Penrose, La mente nuova dell'imperatore

7. Daniel C. Dennett,

8. Alan Lightman, 9.

Roger Penrose

la n1ente nuova dell'in1peratore Prefazione di

Martin Gardner

Traduzione di

Libero Sosio

Sansoni Editore

Proprietà letteraria riservata

© 1989 Oxford University Press © 1 997 RCS Libri S.p.A., Milano (già RCS Libri & Grandi opere S.p.A.)

ISBN 88-383-71 30-X

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Prima edizione: gennaio 1992 Prima edizione Biblioteca Scientifim Sansoni: gennaio 1 998

PREFAZIONE

Molti grandi matematici e fisici trovano diffi c ile, se non impossibi­ le, scrivere libri comprensibili a un pubblico di profani. Fino a oggi si sarebbe potuto supporre che anche Roger Penrose, uno dei fisici matematici più intelligenti e creativi del mondo, apparte­ nesse a tale categoria. Chi di noi aveva letto i suoi articoli divulga­ tivi e le sue conferenze sapeva che in realtà non è così. E stata comunque una piacevolissima sorpresa scoprire che Penrose aveva sottratto del tempo alle sue fatiche scientif_ìche per produrre un libro meraviglioso per profani intelligenti. E un libro che divente­ rà un classico. Benché i capitoli di questo libro spazino sui vasti orizzonti della teoria della relatività, della meccanica quantistica e della cosmologia, il loro tema centrale è quello che i filosofi chiamano il . Da decenni i proponenti di una «lA forte>> (dove lA sta per ) hanno cercato di convincerci che entro un secolo o due (e alcuni hanno ridotto questo tempo di attesa a soli cinquant'anni! ) i computer saranno in grado di fare qualsiasi cosa di cui sia capace una mente umana. Stimolati dai libri di fantascienza letti in gioventù, e convinti che la nostra mente non sia altro che un « computer fatto di carne>> (come si espresse una volta Marvin Minsky) , danno per scontato che piacere e dolore, la capacità di apprezzare la bellezza, l'umo­ rismo, la coscienza e la libertà del volere siano capacità che emergeranno in modo naturale quando i robot elettronici sa­ ranno diventati abbastanza complessi nel loro comportamento algoritmico. Alcuni filosofi della scienza (in particolare John Searle, il cui famoso esperimento mentale della è discusso minuziosamente da Penrose) dissentono energicamente. Per loro il computer non è sostanzialmente diverso dalle calcolatrici mec­ caniche che operano con ruote, leve o qualsiasi altra cosa che trasmetta segnali. (Si potrebbe altrettanto bene basare un compu7

ter sul rotolamento di biglie o sul flusso di acqua attraverso tubi. ) Poiché l'elettricità s i muove attraverso fili più velocemente di altre forme di energia (eccezion fatta per la luce) , può manipolare simboli più rapidamente delle calcolatrici meccaniche, e perciò può svolgere compiti di complessità enorme. Ma un computer elettrico (elettronico) ciò che fa in un modo superiore alla «comprensione>> di un abaco? Oggi i computer giocano a scacchi al livello dei grandi maestri. il gioco meglio della macchina per il gioco del tris che un gruppo di appassionati di computer si divertirono una volta a costruire con parti di giocattoli guasti? Il libro di Penrose è l'attacco più vigoroso che sia stato scritto finora all'lA forte. Nei secoli scorsi sono state avanzate obiezioni alla tesi riduzionistica secondo cui una mente sarebbe una mac­ china che funziona secondo leggi note della fisica, ma l'offensiva di Penrose è più convincente perché attinge a informazioni non disponibili agli autori del passato. Questo libro ci mostra che Penrose è più di un fisico matematico. Egli è anche un filosofo di prima grandezza, il quale non ha timore ad affrontare problemi che i filosofi contemporanei tendono a rifiutare considerandoli non significanti. Penrose ha anche il coraggio di affermare, di contro alla crescente negazione di un piccolo numero di fisici, un robusto realismo. Non solo l'universo esiste concretamente, ma anche la verità matematica ha una sua misteriosa indipendenza e atemporalità. Come Newton e Einstein, Penrose ha un senso profondo di umiltà e di reverenza sia verso il mondo fisico sia verso il regno platonico della matematica pura. L'eminente teorico dei numeri Paul Erdòs ama parlare del in cui sono registrate tutte le migliori dimostrazioni. Ai matematici è conces­ so talvolta solo di intravedere una parte di una pagina. Quando un fisico o un matematico sperimenta quella sorta di intuizione profonda improvvisa che gli psicologi chiamano «esperienza aha>> , essa è secof!dO Penrose qualcosa di più del risultato di un calcolo profondo. E la mente che prende contatto per un istante con la verità oggettiva. Non può essere, si chiede Penrose, che il mondo di Platone e il mondo fisico (che i fisici hanno oggi dissolto nella matematica) siano in realtà un solo mondo e lo stesso? Molte pagine nel libro di Penrose sono dedicate a una famosa struttura simile ai fiattali chiamata l'insieme di Mandelbrot, dal nome del suo scopritore. Pur continuando a restare simile a sé in un senso statistico quando sue parti vengono ingrandite, la sua struttura infinitamente complicata muta incessantemente in modi 8

imprevedibili. Penrose trova incomprensibile (e io sono d 'accor­ do con lui) che qualcuno possa supporre che questa strana strut­ tura non in modo altrettanto concreto quanto il monte Everest, soggetta a essere esplorata nello stesso modo in cui viene esplorata una foresta. Penrose appartiene a un gruppo sempre più numeroso di fisici i quali pensano che Einstein non fosse un ostinato o uno dalle idee confuse quando sosteneva che il suo mignolo gli diceva che la meccanica quantistica è incompleta. A sostegno di questa tesi, Penrose ci trasporta in un viaggio vertiginoso che copre argomenti come i numeri complessi, le macchine di Turing, la teoria della complessità, i paradossi sconcertanti della meccanica quantistica, i sistemi formali, l'indecidibilità di Godei, gli spazi delle fasi, gli spazi di Hilbert, i buchi neri, i buchi bianchi, la radiazione di Hawking, l'entropia, la struttura del cervello e deci­ ne e decine di altri argomenti al cuor� delle speculazioni correnti. Cani e gatti sono «coscienti» di sé? E possibile in teoria che una macchina per la trasmissione di materia possa spostare una persona da un posto all'altro dello spazio nello stesso modo in cui vengo­ no trasferiti dal teletrasporto i personaggi della serie televisiva Star Trek ? Qual è il valore di sopravvivenza che l'evoluzione ha trovato nella produzione della coscienza? C'è un livello al di là della meccanica quantistica in cui siano saldamente stabilite la direzio­ ne del tempo e la distinzione fra destra e sinistra? Le leggi della meccanica quantistica, e forse anche leggi più profonde, sono essenziali per il funzionamento della mente? Alle ultime due domande Penrose risponde di sì. La sua famosa teoria dei «twistor» - oggetti geometrici astratti che operano in uno spazio complesso con un numero superiore di dimensioni, che sarebbe alla base dello spazio-tempo - è troppo tecnica per poter essere inclusa in questo libro. I twistor sono uno sforzo compiuto da Penrose per scandagliare un livello di realtà più profondo dei campi c delle particelle della meccanica quantistica. Nella sua quadruplice classificazione delle teorie come superbe, utili, provvisorie e sbagliate, Penrose mette modestamente la teoria dei twistor nella classe delle teorie provvisorie, assieme alle supercorde e ad altri grandi schemi di unificazione su cui si discute oggi con grande accanimento. A partire dal 1973 Penrose è il Rouse Bali Professor di mate­ matica all'Università di Oxford. Questo titolo è appropriato perché W. W. Rouse Bali non fu solo un famoso matematico ma anche un mago dilettante, con un interesse così acceso per la matematica ricreativa da scrivere l'opera inglese classica in questo campo, 9

Mathematical Recreations and Essays. Penrose condivide l' entusia­ smo di Bali per il gioco. In gioventù scoprì un chiamato . (Un oggetto impossibile è una figura solida che non può esistere perché include elementi contraddittori. ) Penrose e suo padre Lionel, che è u n genetista, trasformarono il tribar nella Scala di Penrose, una struttura usata da Maurits Escher in due sue famose litografie: Salita e discesa e Cascata. Un giorno mentre era a letto, Penrose, in quello che chiamò un , visualizzò un, ogge tto impo ssibile nello spazio quadridimensionale. E qualcosa, disse, che una creatura quadridimensionale, se si imbattesse in esso, esclamerebbe: