Il darwinismo quantistico è il luogo in cui la selezione naturale incontra la meccanica quantistica

La parola Darwinismo è diventata una sineddoche per tutti i meccanismi implicati dal concetto malthusiano di "sopravvivenza del più adatto" - la nozione secondo cui i membri più forti di un sistema sopravvivono per riprodurre e trasmettere la loro genetica alla progenie. Ma la selezione naturale non deve essere limitata ai fringuelli di Darwin. Quando applichiamo questa idea alla fisica otteniamo il darwinismo quantistico, la teoria secondo cui le leggi governanti della biologia si applicano alle particelle.

È molto da prendere, quindi cominciamo dall'inizio.

La fisica classica, che comprende le leggi del moto newtoniano, l'elettrodinamica, la termodinamica e la relatività generale, emerge dal mondo quantistico ma le due concezioni dell'universo non si adattano perfettamente. Nella fisica classica, il mondo si muove e opera con un certo tipo di eleganza. Nella fisica quantistica, d'altra parte, c'è il caos sulla scala atomica. Gli scienziati non sono in grado di prevedere realmente cosa accadrà - tutto ciò che abbiamo sono probabilità di cosa poteva accadere.

Nel 2003, un fisico teorico di nome Wojciech Zurek e alcuni suoi colleghi proposero il darwinismo quantistico per collegare i due sistemi. Come forse già sapete, in meccanica quantistica, fare misure di un sistema tende a influenzare tale sistema a titolo definitivo. Questo problema di misurazione sorge perché diversi stati quantici sono sovrapposti l'uno all'altro, creando situazioni paradossali in cui una particella esiste in condizioni contraddittorie allo stesso tempo.

Certo, lo vediamo sempre e solo uno l'evento si verifica effettivamente. Quando vediamo questi eventi da una lente classica, il sistema produce solo un risultato.

Il darwinismo quantistico spiega che gli stati sovrapposti sono "selezionati" in base a ciò che è meglio preferibile e prevedibile negli stati classici. Il darwinismo seleziona le possibilità dal sistema quantistico basato sulle pressioni del sistema classico.

Zurek delinea l'intera faccenda in un documento del 2009, ma ci sono alcune prove reali che supportano il darwinismo quantistico. Uno studio del 2010 ha scattato immagini di strutture cicatriziali su punti quantici, scoprendo che l'esistenza di stati periodici di prole cicatriziale si evolve in uno stato più robusto. Questo tipo di evoluzione atomica verso un'esistenza stabile è ciò che si potrebbe prevedere con il darwinismo quantistico.

Il punto più grande del darwinismo quantistico, tuttavia, non è semplicemente il fatto che potrebbe essere la chiave per aiutare a collegare due scuole di fisica decise da una voragine. Inoltre, supporta l'idea che il darwinismo - la sopravvivenza del più adatto - è universale per tutti gli altri processi naturali nell'universo. Non spiega semplicemente perché alcune forme di vita si evolvono e altre forme di vita si estinguono - spiega anche perché alcune particelle e processi fisici avvengono e perché altri no. La meccanica quantistica è spesso pensata come un processo apparentemente casuale, ma si scopre che il mondo atomico che non possiamo vedere funziona molto simile al mondo ecologico che sperimentiamo ogni giorno.

Siamo molto lontani dall'essere in grado di relegare la "teoria" del darwinismo quantistico, alla "legge". Ma non sorprenderti se inizi a sentirne parlare sempre di più nei prossimi decenni. Strumenti fisici più grandi e potenti ci permetteranno di osservare cose che non abbiamo nemmeno sognato, incluse le particelle fortunate abbastanza forti da evolvere.