Quel 1926 quantistico di Schrödinger che fece diventare la realtà uno stato

Nel 1926, esattamente cent’anni fa, accade qualcosa che segna una frattura irreversibile nella storia della fisica. Erwin Schrödinger pubblica una serie di cinque articoli che, più di ogni altro contributo, danno una forma matematica compiuta a quella che comincia ormai a chiamarsi meccanica quantistica. Non è un gesto isolato, ma l’atto di sintesi di un dibattito che attraversa l’Europa scientifica da almeno un decennio e che vede coinvolti per primi Niels Bohr e Werner Heisenberg, oltre che ad altri fisici come Louis de Broglie.

Quei cinque lavori – pubblicati tra gennaio e giugno del 1926 sugli Annalen der Physik – non introducono semplicemente una nuova equazione. Introducono un nuovo modo di pensare lo stato fisico. La celebre equazione di Schrödinger nasce in un contesto già radicalmente mutato: Bohr aveva demolito l’idea classica di orbita atomica, Heisenberg aveva appena costruito una meccanica basata esclusivamente su grandezze osservabili, rinunciando a qualsiasi rappresentazione intuitiva del moto. Ma tutto questo appariva ancora frammentario, quasi provvisorio. Schrödinger compie un’operazione diversa. Recupera il linguaggio continuo della fisica matematica, ma lo usa per dire qualcosa di assolutamente nuovo. Introduce la funzione d’onda, “ψ”, che non rappresenta una traiettoria, né un’onda classica, né un campo fisico nel senso tradizionale. È un oggetto teorico inedito: descrive uno stato, non un movimento. Non dice dove si trova la particella, ma come essa è fisicamente possibile.

Qui sta il punto cruciale. La funzione d’onda non è l’erede raffinata delle onde della fisica classica. È, piuttosto, il segno che la fisica ha smesso di descrivere direttamente la realtà per descrivere le condizioni della sua manifestazione. Schrödinger stesso fatica a spingersi fino in fondo in questa direzione interpretativa: la sua speranza iniziale è quella di mantenere un’immagine ondulatoria “reale”, continua, quasi rassicurante. Ma è proprio la coerenza matematica della sua teoria a rendere impossibile ogni ritorno al passato. In questo senso, i cinque articoli del 1926 mostrano anche i limiti di un’altra intuizione fondamentale: quella di de Broglie, che nella sua tesi di dottorato aveva ipotizzato l’esistenza di onde associate alle particelle, immaginandole come onde stazionarie. L’idea è geniale e decisiva, ma ancora legata a un’immagine ibrida, a metà tra fisica classica e quantistica. Schrödinger ne fa esplodere le conseguenze, ma allo stesso tempo ne mostra la fragilità: non esistono onde “che oscillano nello spazio” come quelle dell’acqua o del suono. Esiste una funzione matematica che codifica possibilità fisiche.

Il confronto con Heisenberg è immediato e, inizialmente, conflittuale. La meccanica matriciale e quella ondulatoria sembrano due teorie diverse, persino incompatibili. E invece, pochi mesi dopo, si scoprirà che sono formalmente equivalenti: due linguaggi matematici radicalmente diversi che descrivono la stessa realtà quantistica. La fisica non ha più un’unica rappresentazione (matematica) privilegiata del mondo.

Da quel momento in poi, il problema non sarà più “come si muove una particella”, ma che cosa significhi conoscere uno stato fisico. La funzione d’onda non è un oggetto osservabile, ma determina ciò che può essere osservato. La misura non rivela una proprietà preesistente, ma interviene nella definizione del fenomeno. È qui che prende forma la fragilità ontologica della fisica classica e nasce la lunga controversia interpretativa che accompagnerà la meccanica quantistica fino ai giorni nostri. A cent’anni di distanza, i cinque articoli di Schrödinger restano il luogo in cui la fisica smette definitivamente di essere una teoria delle cose e diventa una teoria delle possibilità del reale.