L’universo olografico e l’atto d’essere. Una lettura tomista della teoria di Maldacena

Nel 1997, il fisico teorico Juan Martín Maldacena ha pubblicato un articolo che ha provocato un vero e proprio scossone alle fondamenta stesse della fisica e ha ridefinito in modo inaspettato la nostra comprensione dell’architettura dell’universo. Attraverso una formulazione matematica di grande eleganza, questi ha infatti dimostrato l’esistenza di un’esatta equivalenza, o “dualità”, tra due teorie fisiche apparentemente inconciliabili e operanti su dimensioni spaziotemporali differenti. Da un lato, c’è la complessa teoria della gravità quantistica, legata alla teoria delle stringhe, che descrive un universo operante all’interno di uno spazio a più dimensioni, tecnicamente noto come spazio Anti-de Sitter (AdS). Dall’altro, c’è la teoria quantistica dei campi (Teoria di Campo Conforme, o CFT) che non contempla la forza di gravità e che sussiste esclusivamente sul bordo o confine matematico a dimensionalità ridotta dello spazio descritto dalla teoria precedente.

L’eccezionalità di questa scoperta consiste nel fatto che essa ci ha rivelato che ogni singolo evento fisico che ha luogo all’interno dello spazio-tempo tridimensionale possiede un esatto corrispettivo matematico nelle interazioni quantistiche che avvengono sulla sua superficie di confine. Una tale equivalenza matematica rappresenta la prima concreta esemplificazione del cosiddetto “principio olografico”, un’idea precedentemente avanzata da Gerard ‘t Hooft e Leonard Susskind nel tentativo di risolvere alcuni paradossi derivanti dalla termodinamica dei buchi neri e la conservazione dell’informazione. Detto in soldoni, quindi, l’intero universo tridimensionale a cui apparteniamo, in tutta la sua immensità, secondo i calcoli di Maldacena, può essere immaginato né più né meno come una sorta di sconfinata proiezione olografica. Così come un ologramma ottico deriva da una lastra fotografica bidimensionale su cui sono incise tutte le informazioni necessarie per proiettare un’immagine tridimensionale, così il confine bidimensionale quantistico del cosmo conterrebbe il codice sorgente capace di generare la realtà tridimensionale del nostro universo.

Di fronte a un tale scenario, capace di capovolgere le nostre intuizioni più radicate sullo spazio, sul tempo e sulla materia, la reazione immediata del senso comune e di gran parte del dibattito filosofico-divulgativo è stata quella di cedere a un profondo senso di disorientamento. Gli interrogativi che qui emergono sono affascinanti quanto inquietanti: se l’universo solido, esteso e gravitazionale che abitiamo può essere interamente descritto come l’emanazione di un reticolo di informazioni quantistiche poste su una superficie bidimensionale, non significa forse che la nostra realtà tridimensionale è una mera illusione? Se lo spazio e il tempo non sono elementi fondamentali del cosmo, ma “emergono” come sottoprodotti macroscopici da interazioni microscopiche su un confine invisibile, l’esperienza umana della natura, dei corpi e della solidità del mondo non viene forse degradata a un gigantesco inganno percettivo?

Questa obiezione riflette la minaccia di un radicale riduzionismo ontologico, un approccio filosofico che tende a invalidare la realtà del mondo macroscopico e dell’esperienza vissuta in favore delle sole componenti microscopiche, o peggio ancora, delle pure equazioni matematiche che ne descrivono il comportamento di base. Nel panorama del materialismo contemporaneo, non mancano voci che, spingendo alle estreme conseguenze le implicazioni della fisica olografica, giungono a decretare la futilità dell’esperienza macroscopica in favore di un nichilismo dell’informazione quantistica. È in questo preciso e delicato crocevia epistemologico che la metafisica classica, e in particolare l’impalcatura ontologica elaborata da Tommaso d’Aquino nel XIII secolo, si rivela non come un reperto di archeologia del pensiero, ma come uno strumento interpretativo di grande potenza e attualità, capace di fare i conti con la fisica contemporanea senza smarrire il senso e il peso dell’essere.

Per disinnescare la minaccia riduzionistica e comprendere perché l’universo olografico non implichi affatto che la realtà di cui facciamo esperienza non sia altro che una sorta di miraggio, il primo passo filosofico da compiere consiste nel tracciare una linea di demarcazione rigorosa tra il riduzionismo metodologico e il riduzionismo ontologico. Epistemologi e filosofi della scienza di orientamento realista hanno a più riprese messo in guardia contro la pericolosa confusione tra questi due piani concettuali. Il riduzionismo metodologico è il motore assolutamente legittimo e indispensabile del progresso scientifico. La corrispondenza AdS/CFT ne è forse uno dei trionfi più luminosi e fecondi nella storia della fisica teorica. I fisici si sono resi conto che eseguire calcoli diretti all’interno di una teoria della gravità quantistica nel volume tridimensionale è un’impresa matematicamente proibitiva, se non del tutto impossibile, a causa di infiniti non rinormalizzabili che paralizzano le equazioni. Tuttavia, grazie alla dualità scoperta da Maldacena, essi possono “tradurre” quel problema irrisolvibile nel volume in un problema equivalente sul confine quantistico, dove la gravità è assente. Lì le equazioni sono trattabili e i calcoli possono essere risolti; successivamente, il “dizionario” olografico permette di ritradurre il risultato all’interno del volume gravitazionale. Ridurre la complessità matematica eliminando una dimensione e una forza fondamentale per facilitare il calcolo è un’operazione metodologica assolutamente vitale per l’avanzamento della nostra conoscenza del cosmo in cui viviamo.

L’errore filosofico che va però qui assolutamente evitato e che spalanca le porte allo scientismo e al nichilismo si verifica quando si compie un salto logico indebito e si trasforma questo efficacissimo metodo di calcolo in un’affermazione di carattere metafisico. Il riduzionista ontologico afferma che, poiché si possono fare calcoli relativi all’universo tridimensionale usando esclusivamente le informazioni del confine bidimensionale, allora l’universo tridimensionale “non è altro che” il confine bidimensionale, e pertanto la terza dimensione e la forza di gravità sono ontologicamente inconsistenti. Ma come, a suo tempo, aveva già magistralmente spiegato Jacques Maritain riflettendo sui gradi del sapere, le scienze fisico-matematiche catturano le regolarità quantitative e misurabili della natura, costruiscono modelli predittivi efficienti, ma non possiedono gli strumenti formali per esaurire lo statuto ontologico della sostanza. Confondere la mappa matematica con il territorio ontologico è un errore di categoria. Il fatto che un fenomeno complesso possa essere codificato, compresso e tradotto in termini più semplici o dimensionalmente più poveri non significa affatto che il fenomeno complesso sia fittizio o irreale. Affermare che la proiezione olografica tridimensionale sia un’illusione solo perché possiede una matrice informazionale bidimensionale è come affermare che un grattacielo di cento piani non esiste realmente solo perché tutte le informazioni per la sua costruzione possono essere contenute in un progetto su carta. Il metodo matematico ci svela la complessa sintassi del reale, ma non ne invalida o esaurisce l’esistenza attuale.

Mantenendosi su questa linea di pensiero, la teoria dell’universo olografico trova una risonanza concettuale per molti versi inattesa in uno dei capisaldi fondamentali della filosofia aristotelico-tomista: l’ilemorfismo. Per Tommaso (che in questo si rifà in buona parte al pensiero di Aristotele) ogni realtà fisica non è un mero aggregato, ma un composto dotato di una propria dignità ontologica, un sinolo (dal termine greco synolon), costituito da materia prima e forma sostanziale. Nel paradigma del materialismo meccanicistico, che ha pesantemente dominato la filosofia della natura dal Seicento fino all’inizio del Novecento, si è cercato di spiegare l’universo unicamente attraverso la “materia”, pensata come un insieme di particelle solide, pesanti e inerti che si scontrano nel vuoto. Tuttavia, la fisica quantistica e la cosmologia contemporanea, a partire dagli studi sull’entropia dei buchi neri, ci hanno gradualmente portato a comprendere che l’elemento primordiale e fondamentale del tessuto cosmico non è costituito dalle particelle, ma dall’informazione quantistica .

Nel paradigma olografico di Maldacena, il confine quantistico contiene precisamente questa informazione pura, i dati strutturali e relazionali essenziali dell’universo. Siamo qui al cospetto di quella che nella terminologia scolastica viene detta causa formale. Per l’Aquinate, la forma non è il mero aspetto esteriore o la figura geometrica tangibile di un oggetto, ma è il principio intrinseco immateriale di determinazione, organizzazione e intelligibilità che struttura la pura potenzialità passiva della materia, attualizzandola e facendo sussistere un ente specifico, reale e riconoscibile. Il confine bidimensionale descritto dalla teoria olografica non possiede la fisicità spaziale, il volume, il peso o la gravità del cosmo tridimensionale, eppure esso contiene in sé, in modo codificato, tutta la “ragione” logica, matematica e geometrica di quest’ultimo. Dire che l’universo esteso, complesso e gravitazionale emerge dall’informazione codificata su una superficie a dimensionalità ridotta equivale, traducendo il tutto nel lessico tomista, a dire che la realtà materiale e corporea tangibile è la continua attuazione di un principio formale che, considerato di per sé, appartiene a un ordine ontologicamente più semplice e meno “esteso” della cosa complessa che esso attualizza. Proprio come l’anima umana, che per San Tommaso è la forma sostanziale del corpo, non occupa uno spazio fisico tridimensionale nel modo esclusivo e quantitativo in cui lo fa un organo biologico, eppure informa, dà vita, unifica e determina l’intero organismo esteso in tutte le sue parti, così l’informazione quantistica incisa sul confine olografico determina l’intera e immensa architettura dell’universo gravitazionale. L’universo olografico, quindi, non comporta alcuna svalutazione nichilista della realtà, ma è la dimostrazione che la realtà materiale bruta non sussiste mai da sola: essa è perennemente dominata, informata e strutturata da un principio ordinatore, da una radice relazionale e informativa immateriale. L’ologramma è il composto attuato ed è assolutamente reale nella sua estensione tridimensionale.

Un ulteriore elemento essenziale per superare ogni lettura riduzionistica e comprendere pienamente la portata filosofica della scoperta di Maldacena riguarda la natura stessa dello spazio, del tempo e della forza di gravità. Nel modello olografico, lo spazio tridimensionale interno e la gravità che lo incurva e lo domina cessano di essere entità fondamentali e primarie della natura e diventano proprietà “emergenti”, ovvero fenomeni macroscopici e derivati che scaturiscono dall’entanglement quantistico di gradi di libertà pre-geometrici situati in modo discreto sul confine privo di gravità. Di fronte a questo fatto, molti deducono frettolosamente che lo spazio tridimensionale di cui facciamo esperienza è ontologicamente falso e, di conseguenza, i corpi celesti e gli oggetti terrestri che lo occupano non possiedono una reale consistenza sostanziale.

Una tale deduzione è però intrinsecamente fallace, in quanto si fonda in modo implicito su un pregiudizio filosofico di stampo newtoniano. Newton aveva infatti postulato l’esistenza dello spazio e del tempo come assoluti. L’idea era che questi fossero dei contenitori vuoti e ontologicamente assolutamente indipendenti all’interno dei quali il Creatore aveva collocato gli enti materiali. Ovviamente, se si parte da questo tipo di premessa, la scoperta che lo spazio non può essere considerato come un qualcosa di “primitivo” all’interno del cosmo equivale alla negazione della realtà di tutto quanto lo occupa. La dottrina aristotelico-tomistica non ha però mai concepito lo spazio, il luogo e il tempo come delle “sostanze” indipendenti, ma come degli accidenti. Nell’ontologia tomista, l’estensione dimensionale, il luogo geometrico e le complesse relazioni causali o di mutua attrazione appartengono infatti alle categorie della quantità e della relazione, che sono di natura accidentale. E un accidente è un ente il cui statuto ontologico consiste essenzialmente nell’inerire a qualcos’altro (ens in alio), a differenza della sostanza, che invece possiede l’essere per proprio conto (ens in se).

Pertanto, scoprire grazie alla corrispondenza AdS/CFT che le dimensioni spaziali e l’attrazione gravitazionale macroscopica non sono elementi irriducibili della realtà, ma “emergono” fluidamente dalle dinamiche di un sostrato quantistico relazionale e non-spaziale, non fa crollare minimamente l’edificio della filosofia della natura tomista. Ci svela semplicemente, con un grado di precisione matematica e fisica impensabile ai tempi di Tommaso, l’intimo meccanismo naturale attraverso il quale quegli specifici accidenti cosmici si generano, si aggregano e si manifestano ai nostri strumenti di misurazione. L’emergenza quantistica è il modo in cui la natura fisica costituisce ed esprime l’accidente dell’estensione, ma questo processo formativo non inficia in alcun modo la solidità, l’autonomia e la dignità sostanziale degli enti (un pianeta, una galassia, un albero, una persona umana cosciente) che si manifestano oggettivamente in quell’estensione spaziale. La sostanza, infatti, conserva la sua irriducibile pregnanza ontologica a prescindere dal fatto che lo spazio relazionale in cui esplica i suoi accidenti manifesti sia considerato un elemento primitivo fondamentale oppure il semplice prodotto emergente da un entanglement di confine.

Proseguendo nell’analisi, il concetto stesso di “dualità” matematica, che si trova incastonato al cuore della corrispondenza di Maldacena, risulta essere in qualche modo speculare con uno dei più celebri e raffinati elementi dell’ontologia tomistica: l’analogia dell’essere, o analogia entis. In fisica teorica, due teorie si definiscono rigorosamente “duali” quando riescono a descrivere esattamente la medesima realtà fenomenica pur utilizzando due apparati formali e matematici diversi. Nella dualità olografica, non c’è una teoria fisica che sia considerata in modo assoluto “vera” a discapito dell’altra che verrebbe bollata come “falsa” o illusoria. Esse costituiscono due facce autentiche della stessa moneta, due vocabolari perfettamente coerenti che traducono una singola realtà.

In un modo sorprendentemente affine, l’epistemologia e l’ontologia di Tommaso d’Aquino rifiutano categoricamente sia la tentazione dell’univocità perfetta (che ridurrebbe spietatamente tutta la realtà a un’unica sostanza piatta e panteistica, ignorando le differenze essenziali), sia lo scoglio dell’equivocità totale (che frammenterebbe l’universo in scompartimenti stagni, inconoscibili e irrelati, negando ogni possibilità di una scienza unitaria). Per il Dottore Angelico, la realtà si dice e si rende manifesta in molti modi, ma lo fa sempre in modi proporzionali, interconnessi e, per l’appunto, analoghi. La fisica contemporanea ci offre, da una parte, un linguaggio volumetrico tridimensionale, estremamente denso, dominato dalla complessa geometria curva della relatività generale e dalla forza di gravità; contemporaneamente, ci offre anche un linguaggio di confine, squisitamente bidimensionale, quantistico e probabilistico, basato su campi conformi operanti in totale assenza di forza gravitazionale. La sorprendente corrispondenza scoperta da Maldacena costituisce la dimostrazione quantitativa, oggettiva e rigorosa che l’universo nel suo complesso obbedisce a una profonda logica analogica. La molteplicità delle descrizioni matematiche non polverizza affatto la realtà in un vuoto relativismo, ma la abbraccia e la esprime compiutamente da angolazioni ontologiche diverse, dimostrando una coesione armonica, una proporzionalità e una traducibilità del cosmo che si oppongono in modo radicale alla cieca frammentazione propugnata dal riduzionismo.

Esiste un ultimo e insuperabile baluardo filosofico che impedisce alla teoria dell’universo olografico di fagocitare la realtà in un mero gioco di riflessi matematici o di illusioni percettive. Si tratta di quella che probabilmente la più profonda intuizione metafisica di Tommaso d’Aquino, vale a dire la distinzione reale tra l’essenza di una cosa (la sua essentia, il suo “che cos’è”) e il suo atto di esistere (l’actus essendi, ovvero l’atto dinamico e primordiale per cui una cosa si pone fattualmente fuori dal nulla ed esiste concretamente). L’intera maestosa impalcatura della fisica moderna, includendo la teoria delle stringhe, la meccanica quantistica e la stessa affascinante congettura olografica di Maldacena, si occupa esclusivamente, e per suo rigoroso statuto epistemologico, delle essenze logico-matematiche delle cose. La scienza descrive in modo sempre più accurato e predittivamente efficace la natura della materia, dell’energia, dello spazio-tempo curvo e dell’informazione termodinamica. Le complesse equazioni differenziali della dualità AdS/CFT spiegano in modo impeccabile la struttura formale e materiale dell’ologramma cosmico tridimensionale e del suo proiettore bidimensionale. Queste definiscono in modo rigoroso la quidditas (la natura essenziale) del nostro universo.

Tuttavia, come ebbe ad ammettere persino il celebre Stephen Hawking, pur muovendo da presupposti filosofici assai distanti da quelli della scolastica, le equazioni fisiche e i modelli matematici, per quanto onnicomprensivi e unificati, non possiedono in sé la capacità di infondere vita all’universo, di farlo sussistere. La scienza, in ragione di quelli che sono i suoi precisi limiti metodologici, non può spiegare perché l’universo esista di fatto, in modo contingente, anziché non esistere affatto. All’interno dell’orizzonte della metafisica tomistica, sia l’universo spaziotemporale tridimensionale che noi abitiamo sia il misterioso confine quantistico bidimensionale che ne codifica la realtà rimangono costitutivamente degli enti contingenti. In essi, l’essenza formale (vale a dire la loro definizione matematica, i campi conformi, le stringhe) non coincide affatto con la loro esistenza. Essi non hanno in se stessi la ragione necessaria e sufficiente del loro essere in atto. Hanno l’essere non per loro stessa natura, ma solo “per partecipazione” (ens per participationem). Pertanto, che la tridimensionalità del cosmo in cui viviamo sia una caratteristica fondamentale dello stesso o sia che sia una proprietà olograficamente emergente da un bordo senza gravità, il problema metafisico relativo al suo essere rimane perfettamente intatto e ineludibile. Il confine bidimensionale, denso di pura informazione quantistica, ha esattamente la stessa necessità ontologica di essere posto e mantenuto nell’essere da una Causa Prima incausata e trascendente quanta ne ha l’universo tridimensionale tradizionale di Newton o di Einstein. Il riduzionismo ontologico crolla miseramente su se stesso nel momento in cui compie la superbia intellettuale di presumere che scoprire l’ingranaggio più intimo, sottile e puramente matematico della natura coincida con lo scoprire la fonte originaria della sua stessa esistenza. L’esistenza concreta non emerge dalle formule matematiche del confine bidimensionale: un’equazione, per quanto elegante, da sola non crea il reale. Al contrario, è l’Atto d’essere sussistente – l’Ipsum Esse Subsistens – che fa esistere incessantemente, come dono, tanto il confine quantistico informazionale quanto l’universo gravitazionale che da esso scaturisce.

L’adozione e l’assimilazione di questo profondo sguardo metafisico permette di ribaltare completamente l’accusa di riduzionismo rivolta all’universo olografico. Affermare che la realtà fisica in cui viviamo e amiamo sia un grandioso ologramma proiettato da un orizzonte informativo remoto non significa in alcun modo degradare l’essere umano, la natura e il cosmo a fantasmi ontologicamente inconsistenti, né svuotare di significato la solidità dell’esperienza terrena, del dolore e della bellezza del mondo. Al contrario, significa riconoscere con gratitudine intellettuale che la misteriosa architettura del creato è infinitamente più sottile, intimamente interconnessa e razionale di quanto il rozzo e dogmatico materialismo meccanicistico dei secoli passati sarebbe mai stato disposto ad ammettere. Il paradigma olografico ci restituisce senza filtri l’immagine di un cosmo che è, in senso quasi letterale, intessuto di Relazione intrinseca, di Codice matematico e di Parola ordinatrice. L’informazione, che è di per sé una realtà immateriale e intellettuale pur necessitando sempre di un supporto fisico per potersi esprimere in atto, torna a essere riconosciuta scientificamente come il fondamento costitutivo della struttura della realtà cosmica, dando ragione alla tesi classica dell’Aquinate che pone la forma immateriale come principio fondante, organizzatore e vivificante della materia, che di suo è pura e opaca potenzialità.

L’interessantissima scoperta di Juan Maldacena non rappresenta pertanto in alcun modo una minaccia mortale per la consistenza, il valore e la dignità della realtà oggettiva che ci circonda. Al contrario, essa costituisce una gloriosa, immensa espansione della nostra limitata comprensione delle meravigliose cause seconde che operano ininterrottamente nell’universo fisico. L’equivalenza matematica tra l’interno gravitazionale e il bordo quantistico è un inno all’intelligibilità del cosmo. L’idea di poterla leggere come una prova della consistenza del riduzionismo si dissolve nel nulla nel momento preciso in cui smettiamo di confondere lo strumento matematico e descrittivo con l’essere delle cose. La rilettura tomistica ci consente di accogliere a piene mani e senza alcun timore riverenziale le scoperte più audaci e sbalorditive della fisica teorica moderna, nella consapevolezza che non c’è alcuna necessità di abbandonare la metafisica al fine di essere scientificamente rigorosi. Al contrario, la metafisica aristotelico-tomistica si rivela ancora una volta come un insuperato strumento epistemologico per “salvare i fenomeni” fisici in modo integrale, proteggendo la grandezza e la nobiltà delle innumerevoli scoperte scientifiche dalle sterili, miopi e mortificanti derive del nichilismo e dello scientismo.

Bibliografia

Agazzi, E. (1992) Il riduzionismo come problema filosofico. Milano: Episteme.

Basti, G. (2002) Filosofia dell’uomo e della natura. Volume 1: I fondamenti. Roma: Lateran University Press.

Bekenstein, J. D. (2003) ‘Information in the Holographic Universe’, Scientific American, 289(2), pp. 58-65.

Hawking, S. (1988) Dal big bang ai buchi neri. Breve storia del tempo. Milano: Rizzoli.

Maldacena, J. M. (1998) ‘The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity’, Advances in Theoretical and Mathematical Physics, 2(2), pp. 231-252.

Maritain, J. (1932) I gradi del sapere. Trad. it. Brescia: Morcelliana, 1980.

Mondin, B. (1989) Il sistema filosofico di Tommaso d’Aquino. Roma: Herder.

Polkinghorne, J. (2002) Quantum Theory: A Very Short Introduction. Oxford: Oxford University Press.

Susskind, L. (1995) ‘The World as a Hologram’, Journal of Mathematical Physics, 36(11), pp. 6377-6396.

Tommaso d’Aquino (2001) De Ente et Essentia. Trad. it. Milano: Bompiani.

Van Raamsdonk, M. (2010) ‘Building up spacetime with quantum entanglement’, General Relativity and Gravitation, 42, pp. 2323-2329.

Wippel, J. F. (2000) The Metaphysical Thought of Thomas Aquinas: From Finite Being to Uncreated Being. Washington, D.C.: Catholic University of America Press.