La teoria delle stringhe ci offre una visione del mondo che sfida le nostre percezioni tradizionali esattamente come la meccanica quantistica e i principi dello Zen.
Insieme ci invitano ad andare oltre le apparenze, suggerendo - e in parte dimostrando - che la realtà non è fatta di oggetti separati, ma di relazioni e interconnessioni profonde.


Nella meccanica quantistica questa interconnessione si vede attraverso la sovrapposizione degli stati e il ruolo dell'osservazione mentre nella teoria delle stringhe prende forma nelle vibrazioni fondamentali che danno origine alle particelle. Nella musica tutto questo si manifesta in modo immediato nell'armonia, nella risonanza e nel ritmo.
Lo Zen, con il suo centro nell'esperienza diretta e nel presente, risuona con l'idea quantistica che l'osservatore non è esterno alla realtà ma fa parte del fenomeno osservato.
In questo dialogo, la musica diventa il mezzo privilegiato per sentire intuitivamente quello che la fisica descrive matematicamente: un universo in cui la vibrazione, la percezione e il significato si intrecciano infinitamente.

In meccanica quantistica l'osservazione è a tutti gli effetti "speciale" e questo fatto ha alimentato l'ipotesi che sia proprio la coscienza ad avere un ruolo chiave nel collasso della funzione d'onda... ma poi invece "non ci si fida" della strada della coscienza e quindi si cerca di spiegare il collasso della funziona d'onda con la decoerenza, cioè con quel processo fisico attraverso il quale un sistema quantistico perde le sue proprietà peculiari a causa dell'interazione con l'ambiente esterno (come per esempio la sovrapposizione), ma poi di nuovo ci si chiede perché "facendo l'osservazione" il risultato è un solo singolo esito e si pensa di nuovo alla coscienza... e così via...
Dato che io non sono un "fisico di professione" posso permettermi di lasciare andare la fantasia e quindi ecco alcune ipotesi (cercherò comunque di non perdere troppo il contatto con quello che è la fisica di oggi... forse...).

Prima ipotesi: la coscienza potrebbe essere un processo "predittivo". Potrebbe essere che la coscienza sia un "dispositivo fisico che fa predizioni" e che vive solo dentro certe "sezioni" stabili della realtà, cioè quelle che sono state già rese robuste dalla decoerenza.
Con questa ipotesi il ragionamento potrebbe essere questo: è un fatto certo che un sistema cosciente non può registrare tutto perché se lo facesse crollerebbe sotto il peso enorme delle enormi informazioni, e quindi diventa altrettanto certo che la nostra mente dovrà per forza "selezionare" le informazioni (diciamo anche scartando il rumore). Ora, è risaputo che anche la decoerenza in fisica fa qualcosa di vagamente simile, ovvero "seleziona" le basi stabili (quelli che vengono chiamati pointer states) dato che sappiamo che è l'ambiente che distrugge le interferenze tra tutte le alternative macroscopiche (ed ecco perché gli oggetti macroscopici della nostra vita quotidiana non si comportano come particelle quantistiche), e quindi in questa visione il "presente" non è un istante "metafisico" ma è invece una "finestra" in cui il nostro cervello integra quei dati che sono "abbastanza coerenti" da costruire una realtà e quindi potremmo anche dire che non è la coscienza a creare l'esito ma che è invece "l'arte di vivere l'esito" che l'universo rende ripetibile.

Seconda ipotesi: la coscienza è l'unica "forma vissuta" tra tutte quelle possibili prospettate. In alcune interpretazioni (quella relazionale, quella bayesiana, ecc.) lo stato quantistico non è una proprietà assoluta ma una proprietà relativa di un insieme di interazioni. L'osservatore non è "una entità pensante" ma un semplice sistema fisico che interagisce con un altro sistema fisico. Qualcosa però continua a suggerire che la realtà nasce nella relazione tra l'osservato e l'osservatore: cioè se ipotizzaimo che il "sé" cosciente è un sistema che costruisce una "certa prospettiva" e la mantiene nel tempo tramite la memoria, allora il mondo non è "indeterminato" fino a ché non arriva una mente pensante, ovvero, il mondo è un tessuto di relazioni e la coscienza è un modo auto-referenziale di stare in quel tessuto, cioè di tracciare un "taglio" coerente dentro la rete di correlazioni.
Ovviamente questa ipotesi è molto filosofica ma potrebbe restare scientificamente sensata se la si guarda in questo modo: la coscienza non è la forza che modifica le equazioni ma è il fenomeno legato al fatto che alcuni sistemi diventano "centri di prospettiva" stabili. Il collasso in questo caso è il nome che diamo al passaggio da una definizione globale a una definizione relativa di un sottosistema che registra l'esito.

Terza ipotesi: la coscienza e il tempo come post-selezione, con il vincolo della retrocausalità debole con il "presente". Ci possiamo chiedere: perché l'esito "accade" proprio in quel "momento" specifico? Nella fisica standard non c'è la retrocausalità ma esistono alcuni formalismi in cui gli stati possono essere descritti anche con vincoli che arrivano "dal futuro" ovvero visti come un modo alternativo di "riorganizzare" le probabilità.
Questa è ovviamente una ipotesi piuttosto estrema, cioè, la coscienza potrebbe essere un processo che seleziona storie "compatibili" con i vincoli passati e i vincoli futuri. Questo non perché il futuro sia già stato scritto ma perché lo possiamo vedere come un qualcosa di cosciente che vive di moltissime e continue previsione. In questo senso il cervello potrebbe essere la macchina che minimizza l'aspettativa, crea un futuro atteso e di conseguenza aggiorna il presente per non contraddire il futuro.
In questa ipotesi il "presente" diventa il punto finale tra la memoria e la predizione. La meccanica quantistica in questo caso diventa una "metafora controllata" e questo non per dire che il cervello "sceglie" gli universi ma per suggerire che è "l'esperienza" che potrebbe essere il modo in cui questo sistema gestisce una serie di possibili interpretazioni del mondo stabilizzandone poi alla fine solo una.

Quarta ipotesi (ancora più estrema): la "proto-esperienza" come proprietà fondamentale della materia. Se la fisica descrive le relazioni e la coscienza è l'esperienza allora forse l'esperienza non emerge dal nulla, forse è una proprietà diffusa, rudimentale (quella che si dice "proto-fenomenologica") che si organizza in forme complesse solo in certi sistemi (cervelli, reti, ...).
Scientificamente questa ipotesi non è verificata ma può essere resa meno "mistica" se la si aggancia al criterio che non "tutta la materia è cosciente", ma che "certi tipi di integrazione informazionale" corrispondono solo a "certi tipi particolari di interiorità". Il salto dalla poesia alla scienza avviene quando si specificano le misure, le condizioni o le previsioni, o quando si dichiara che cosa dovrebbe cambiare (o non cambiare) se l'ipotesi risulta invece falsa, altrimenti rimane solo... poesia.

In generale ci si potrebbe chiedere:

Esistono nel cervello fenomeni quantistici (coerenze, correlazioni) su tempi e scale compatibili con il funzionamento neurale? Oppure la decoerenza li distrugge rapidamente?
Si potrebbe dire che se le ipotesi quantistiche della coscienza fossero vere, dovrebbero produrre delle firme specifiche (cioè per esempio la sensibilità anomala a rumore quantistico, o le dipendenze particolari da temperatura/isolamento/struttura molecolare, ...) però se la coscienza è sia "classica" che contemporaneamente anche "relazionale/informazionale", ci si può chiedere se sarà possibile allora misurare in modo preciso come emergono le unità di esperienza dalla dinamica di integrazione e predizione?

Il punto allora diventa questo: forse l'enigma non sta nella particella e non sta nell'osservatore, ma sta nel loro incontro!
La versione più filosofica di questa idea è: la realtà non è un catalogo di cose, ma un tessuto di relazioni e la coscienza non è una lampada che illumina il mondo, ma un modo in cui il tessuto diventa "sentito dall'interno". Ma se questo è vero allora la domanda non è più se è la coscienza che collassa la funzione d'onda, ma piuttosto quale è il tipo di organizzazione fisica che rende inevitabile che esista un punto di vista!

Alla fine direi che la quantistica e la coscienza non si incontrano in una regola, ma piuttosto che entrambe ci dicono che la realtà non è una cosa sola finché non esiste una relazione capace di sostenerla e la relazione quando si chiude su se stessa abbastanza a lungo smette di essere solo un fatto fisico e diventa esperienza.

Dire "dimensioni extra" potrebbe essere facile ma immaginare cosa significa fisicamente non lo è proprio. Nella teoria delle stringhe le dimensioni aggiuntive sono richieste dalla coerenza matematica della teoria e vengono poi "compattificate" (cioè arrotolate) su spazi microscopici (per esempio su strutture come le varietà di Calabi-Yau).

Immaginiamo una dimensione extra come un cerchio di raggio r. Se un campo fisico può "muoversi" lungo quel cerchio il suo moto non può assumere qualunque valore perché diventa quantizzato come una corda musicale che può vibrare solo in certe armoniche. Questo produce una vera e propria "torre di stati" (i modi di Kaluza-Klein) e oltre allo stato "base" compaiono eccitazioni sempre più energetiche separate da intervalli legati a 1/r. Questo significa che se r è veramente minuscolo, eccitare quei modi richiede energie enormi e quindi le dimensioni extra sembrano invisibili, sembra cioè che non esistano, ma solo perché non abbiamo ancora... diciamo... la "nota" giusta per farle risuonare.

La differenza decisiva tra le particelle e le stringhe è che una particella puntiforme può solo avere un impulso lungo la dimensione compatta mentre una stringa chiusa può anche avvolgersi attorno al cerchio come un elastico che fa uno o più giri e quindi, oltre ai modi di impulso (Kaluza-Klein), compaiono anche i modi di avvolgimento.

In altre parole in uno spazio compatto le stringhe non "sentono" solo la distanza ma sentono anche la topologia, ovvero quante volte possono girare attorno a ciò che è arrotolato.

Ed è qui che la teoria delle stringhe compie una mossa quasi zen... esiste infatti una simmetria chiamata T-dualità che dice che una stringa su un cerchio di raggio r può essere fisicamente equivalente a una stringa su un cerchio di raggio proporzionale a 1/r e quindi che nella dualità ciò che in una descrizione è un "impulso quantizzato" nell'altra descrizione diventa un "avvolgimento" (e viceversa).

È come se l’universo ci dicesse: "Puoi distinguere il grande dal piccolo solo se sei una particella. Invece se sei una stringa le due cose possono essere la stessa storia raccontata con parole diverse."

Ne va da sè che le dimensioni extra sono necessarie e vengono compattificate in geometrie che selezionano le vibrazioni possibili, ma manca spesso il passaggio di "che cosa produce" fisicamente una dimensione arrotolata e la risposta è che produce "spettri" (i modi di Kaluza-Klein) e produce anche simmetrie profonde (come la T-dualità) in cui la nozione stessa di scala perde rigidità.

Questo dovrebbe chiarire perché quando si parla di 10 dimensioni e poi di 11 (la M-theory) non stiamo solo "aggiungendo coordinate" ma stiamo cambiando il modo in cui lo spazio viene definito.
Diciamo che il punto cruciale è che le dimensioni extra non sono un "arredamento esotico" del cosmo ma sono una "grammatica nascosta" e la T-dualità è "forse" la sua frase più inquietante: lo spazio potrebbe non essere una "cosa" ma solo un modo di descrivere le vibrazioni.

Quindi se l'universo è musica allora una dimensione compatta è una cassa armonica invisibile che non vedi ma che decide quali note possono esistere.

"Chi sono io?" Chiese un giovane ad un maestro di spiritualità.
"Te lo spiego con una piccola storia" rispose il saggio.

Un giorno, dalle mura di una città, verso il tramonto si videro sulla linea dell'orizzonte due persone che si abbracciavano.

"Sono un papà e una mamma", pensò una bambina innocente.
"Sono due amanti", pensò un uomo dal cuore torbido.
"Sono due amici che s'incontrano dopo molti anni", pensò un uomo solo.
"Sono due mercanti che hanno concluso un buon affare", pensò un uomo avido di denaro.
"E' un padre che abbraccia un figlio di ritorno dalla guerra", pensò una donna dall'anima tenera.
"E' una figlia che abbraccia il padre di ritorno da un viaggio", pensò un uomo addolorato per la morte di una figlia.
"Sono due innamorati", pensò una ragazza che sognava l'amore.
"Sono due uomini che lottano all'ultimo sangue", pensò un assassino.
"Chissà perché si abbracciano", pensò un uomo dal cuore arido.
"Che bello vedere due persone che si abbracciano", pensò un uomo di Dio.

"Ogni pensiero", concluse il maestro, " rivela a te stesso quello che sei.

"Esamina di frequente i tuoi pensieri: ti possono dire molte più cose su di te di qualsiasi maestro.

La scienza in alcuni casi è veramente potente, è possibile misurare le oscillazioni neurali, è possibile tracciare le reti di connessione, spegnere selettivamente aree con l'anestesia o la stimolazione, prevedere con buona accuratezza quando "un certo contenuto" entrerà nella nostra mente e quando invece resterà "sotto soglia". Possiamo persino descrivere in termini funzionali che cosa fa il nostro cervello: integra informazioni, le seleziona, rende disponibili i contenuti al linguaggio, alla memoria, alla decisione...

Sembra quindi che la scienza ci possa dire tutto, e invece ci sono cose che non sa spiegare.

Immaginiamo di ascoltare un pezzo musicale. Non importa quale, va bene anceh una melodia semplice o anche un solo accordo. Nel nostro cervello accadono molte cose che la scienza può descrivere perfettamente: le onde sonore vengono trasformate in segnali elettrici che passano per le vie uditive e si distribuiscono nelle reti corticali intrecciandosi con la memoria e l'aspettativa. Possiamo anche trovare molte correlazioni: abbiamo che alcune attività aumentano quando riconosciamo il brano mentre altre si attivano se proviamo commozione ed altre ancora si amplificano quando il ritmo "cattura" il nostro corpo. La scienza ci dice anche che senza alcune importanti strutture non potremmo avere la percezione musicale mentre senza "certe dinamiche" non può esserci l'ascolto, ma questo lo sappiamo.

Però c'è una domanda fondamentale: perché una specifica elaborazione d'ascolto è accompagnata da quella specifica "esperienza"? Cioè: perché quando il cervello elabora per esempio una melodia, si "prova davvero" (ovvero si "sente davvero") quella melodia? E sto intendendo "sentire" nel senso più interiore del termine...

Questo riguarda la correlazione tra due punti di vista che sembrano appartenere a mondi diversi: il primo punto è esterno ed è in terza persona, è quello dove da fuori noi vediamo i neuroni, le sinapsi e le oscillazioni mentre il secondo punto di vista è invece interno ed è in prima persona, è cioè visto da dentro, ed è la vita, ed è proprio lì dove "sentiamo" la musica. E qui la parola "musica" non descrive un oggetto fisico tangibile ma più profondamente un modo di essere colpiti da una forma, da qualcosa che nasce nel tempo, come dire... da una qualità vissuta...

La scienza ci può spiegare benissimo perché riconosciamo quella melodia, perché la anticipiamo, perché ci può far commuovere. La scienza può spiegare il ruolo della memoria, della previsione, della ricompensa, delle emozioni e può persino simulare molti aspetti del comportamento associato all'ascolto, ma resta fuori una domanda che non è né poetica né mistica, e questa domanda è: perché tutto questo non è quindi solo un sistema meccanico che discrimina pattern sonori ma qualcosa invece che "sente"?

C'è chi pensa che continuando a studiare e capire sempre di più i meccanismi del cervello questo problema verrà risolto: "esperienza e dinamica neurale saranno riconosciute come una stessa cosa e la differenza sarà solo perché saranno descritti con linguaggi diversi".
C'è chi dice invece che l'esperienza sia una sorta di illusione generata da un modello interno dove il cervello si racconta di provare qualcosa, e quella narrazione è ciò che chiamiamo coscienza.
C'è poi chi sostiene che l'esperienza emerge quando l'informazione diventa sufficientemente "integrata" e "ricorrente" come fosse una "proprietà collettiva".
E c'è chi infine, più radicalmente, sospetta che la coscienza non sia un prodotto della materia ma un ingrediente fondamentale che la materia "organizza".

Ognuna di queste strade prova a rispondere alla stessa domanda: perché la musica non è solo un evento fisico nell'aria e nel cervello, ma un universo che si apre dall'interno?

Una partitura è perfettamente descrivibile, perfettamente misurabile e perfettamente replicabile, mentre l'ascolto è un fatto profondo, quindi il problema non è scegliere quale dei punti di vista sia vero, il problema è capire invece come possano essere lo stesso fenomeno visto solo da lati diversi.

Noi potremo descrivere sempre meglio "il meccanismo" ma resterà sempre difficile capire perché a un certo livello di organizzazione "il meccanismo diventa esperienza".

E quando questo accade (e accade sempre) il "suono" scompare e... "appare" la musica.