IL PRINCIPIO DI CAUSALITÀ
Come è noto fin dai tempi di Aristotele, un metodo per acquisire delle verità è quello di induzione. Secondo tale metodo, si può pervenire alla definizione di un principio generale dopo averlo verificato in un gran numero di casi particolari.
Un difetto di tale metodo è che il principio generale così ricavato sarà valido solo nell'ambito di fenomeni simili a quelli in cui esso è stato verificato.
Un caso tipico di tale limite è il principio di causalità. Nella vita di tutti i giorni noi incontriamo un gran numero di fenomeni e possiamo verificare che tutti hanno una causa. Ad esempio, se io trovo degli orologi ed indago sulla loro origine, giungerò sempre alla conclusione che essi siano stati fabbricati da un orologiaio; non verificherò mai che essi si siano fatti da soli. Quindi potrei essere tentato di affermare che tutto quello che esiste al mondo ha una causa.
Ma già il filosofo scozzese David Hume nel secolo XVIII aveva criticato il principio di causalità. Secondo Hume, il fatto che ad un evento A segua da milioni di anni un evento B non può darci la certezza assoluta che ad A segua sempre B e nulla ci impedisce di pensare che un giorno le cose andranno diversamente e, per esempio, a B segua A. Per ovviare a ciò ci vorrebbe un principio di uniformità della natura che si incarichi di mantenere costanti in eterno le leggi della natura, cosa che per Hume non è né intuibile né dimostrabile.
Hume ritiene inoltre che non necessariamente un oggetto che inizia ad esistere debba avere una causa. In realtà la necessità della relazione causale non avrebbe un fondamento logico e neppure empirico, ma soltanto psicologico. Del resto, tutta la speculazione humeana è volta a dimostrare, nell'ambito delle conoscenze sperimentali, il fondamento psicologico delle credenze e dei concetti umani.
In fisica esistono molti fenomeni nei quali non si ha l'evidenza della causalità. Ad esempio nella radioattività un nucleo atomico emette spontaneamente una particella α o β trasformandosi in un nucleo di un altro elemento. Si conosce la velocità con cui ogni insieme di nuclei di un dato elemento si trasforma, tanto che ogni elemento radioattivo è caratterizzato da un proprio tempo di dimezzamento, trascorso il quale rimane solo la metà dei nuclei originali. Ma, dato un singolo nucleo, non c'è modo di provocarne il decadimento, e neppure di prevedere dopo quanto tempo decadrà. Il decadimento radioattivo di un singolo nucleo è quindi un fenomeno senza causa.
Un altro esempio è dato dalla comparsa di particelle che si creano dal nulla. Particelle virtuali emergono dal vuoto, prendendo a prestito temporaneamente un po' della sua energia, [...] quindi spariscono di nuovo nel vuoto, portando con sé l'energia che avevano preso in prestito (1).
Ci sono fenomeni che hanno una causa generale, ma non una causa che stabilisca il punto preciso in cui avvengono. Ad esempio il moto della materia, che in base al principio di inerzia dovrebbe essere rettilineo, in determinate condizioni diventa vorticoso. Tali condizioni sono quindi la causa del moto vorticoso in generale, ma non vi è una causa che stabilisca il punto preciso in cui si forma un singolo vortice.
Anche l'orogenesi ha una causa generale, che consiste nel movimento delle placche tettoniche, a sua volta causato dalle correnti convettive del mantello, ma il punto preciso dove si formano le singole vette montagnose sembra del tutto capriccioso e senza una causa precisa.
Nella fisica relativistica i diagrammi spazio-tempo sono spesso usati per rappresentare le interazioni tra particelle. Scrive Capra: Essi "possono essere interpretati in termini di causa ed effetto solo quando [...] sono letti in una determinata direzione, per esempio dal basso verso l'alto. Quando vengono considerati come figure quadridimensionali prive di una direzione definita del tempo, non c'è un «prima» né un «dopo» e quindi nessuna relazione di causalità" (2). Altrimenti l'effetto potrebbe precedere la causa! Scrive ancora Capra: "Come le nostre ordinarie nozioni di spazio e di tempo, la causalità è un'idea limitata a una certa esperienza del mondo e deve essere abbandonata quando questa esperienza viene ampliata" (2).
Secondo il fisico americano Vilenkin (3) esiste un oceano di falso vuoto in cui continuamente si formano big bang che danno luogo ad isole di vero vuoto. Ogni isola di vero vuoto è un universo che si espande ad una velocità prossima a quella della luce, creando galassie e stelle al suo interno. Noi vivremmo in una di queste isole e non potremmo vedere le altre. Non sembra che vi sia una causa precisa per la quale un'isola di vero vuoto si crei in un punto piuttosto che in un altro.
Secondo i fisici Hawking e Mlodinow (4) la materia si può creare spontaneamente dal nulla, a condizione che l'energia negativa dovuta alla gravità compensi esattamente l'energia positiva dovuta al movimento delle sue particelle, così che la differenza sia pari a zero. Ad esempio, l'energia gravitazionale negativa della Terra è meno di un miliardesimo della sua energia positiva, e quindi corpi isolati come la terra o anche stelle o buchi neri non possono comparire dal nulla. Ma un intero universo può crearsi spontaneamente dal nulla.
Secondo il cosmologo brasiliano Mário Novello (5), per dimensioni molto piccole si verificano fluttuazioni di natura quantistica nello spazio-tempo, che possono essere rilevanti e persino dominanti, e portano ad una creazione spontanea. Inoltre ricerche recentissime sulle supernovae hanno messo in evidenza che l'espansione dell'universo si sta accelerando; ciò sarebbe consistente con l'eventualità che il big bang non sia stato una singolarità, ma una riduzione dell'universo ad un volume minimo, conseguente ad un precedente collasso; quindi l'universo potrebbe essere eterno. In ogni caso si constata che il vuoto è instabile, per cui non sembra possibile che nulla esista: l'universo era condannato ad esistere. Anche il fisico Martin Bojowald (6) pensa che il big bang non rappresenti l'inizio dell'universo, ma sia stato preceduto da una fase di contrazione.
Anche secondo il fisico Roger Penrose (7), professore emerito all'Università di Oxford, sostenitore della teoria "CCC" (cosmologia ciclica conforme), il nostro universo va visto come una successione forse infinita di "eoni", ognuno dei quali appare come la storia di un universo in espansione, e dove il big bang non è un fatto unico ma il passaggio da un eone ad un altro; quindi vi sono moltissimi "big bang"! Anche Paul J. Steinhardt, professore di Fisica ed Astrofisica all'Università di Princeton, e Neil Turok, professore di Fisica matematica all'Università di Cambridge (8), credono che ogni ciclo duri circa mille miliardi di anni; alla fine del ciclo si ha una fase di contrazione e quindi un "big crunch" o grande collasso, a cui segue un nuovo "big bang".
Concludendo, il principio di causalità è valido solo nell'ambito di alcuni fenomeni e non ha validità generale. Pertanto pretendere di dimostrare l'esistenza di Dio in base al principio di causalità (cioè alla presunta necessità che il mondo abbia una causa prima) è illusorio. L'universo potrebbe essersi creato da solo, od essere eterno.
Carlo Consiglio
(1) L. Randall, Warped passages, Ecco Press 2005. Traduzione italiana: Passaggi curvi, Mondadori, 2006, p. 237.
(2) F. Capra, The Tao of physics, 1975. Traduzione italiana: Il Tao della fisica, Adelphi, Milano, 1982, 2007, pp. 217-218.
(3) A. Vilenkin, Many worlds in one: the search for other universes, 2006. Traduzione italiana: Un solo mondo o infiniti? alla ricerca di altri universi, Cortina, Milano, 2007.
(4) S. Hawking &
L. Mlodinow, The grand design: new answers to the ultimate questions of life,
Bantam,
(5) M. Novello, O que é cosmologia: a revolução do pensamento cosmológico, 2006. Traduzione italiana: Qualcosa anziché il nulla: la rivoluzione del pensiero cosmologico, Einaudi, Torino, 2011.
(6) M. Bojowald, Zurück vor den Urknall: die ganze Geschichte des Universums, Fischer, Frankfurt am Main, 2009. Traduzione italiana: Prima del big bang, storia completa dell'universo, Bompiani, Milano, 2011.
(7) R. Penrose, Cycles of time, 2010. Traduzione italiana: Dal big bang all'eternità: i cicli temporali che danno forma all'universo, Mondadori, Milano, 2011.
(8) P. J. Steinhardt & N. Turok, Endless universe: beyond the big bang, 2007. Traduzione italiana: Universo senza fine: oltre il big bang, Il Saggiatore, Milano, 2010.
Aggiornato 30 marzo 2012