La realtà? È digitale

La realtà è digitale o analogica? È una delle domande poste di recente dal FQXi Foundational Questions Institute (FQXi), una struttura di ricerca internazionale che promuove e finanzia studi nel campo della fisica e della cosmologia. Tra coloro che hanno provato a dare una risposta, Tommaso Bolognesi dell'Istituto di scienza e tecnologie dell'informazione del Cnr (Isti), che ha conquistato nel giugno 2011 il quarto premio della giuria internazionale con il saggio 'Reality is ultimately digital, and its program is still undebugged'.

Secondo Bolognesi la realtà è del tutto digitale. E tutta la complessità che osserviamo nell'universo fisico, dalle particelle subatomiche alla biosfera, è la manifestazione di un calcolo digitale che avviene sulle più piccole scale spazio-temporali.

Il ricercatore per il suo saggio è partito dal periodo in cui la fisica veniva chiamata 'filosofia naturale' e dal pensiero di Leibniz, Secondo cui "Natura non facit saltus" (la natura non compie salti) per giungere fino alla moderna teoria degli automi cellulari: "Un'utilissima metafora a sostegno della congettura che propone un universo fisico fondamentalmente discreto e computazionale". 

"La teoria degli automi cellulari fu introdotta da John von Neumann e Stanislaw Ulam nei primi anni '50 del XX secolo, come modello astratto dell'autoriproduzione in biologia" aggiunge Bolognesi. "Da questa teoria nacque nel 1970, il gioco dal titolo 'Game of Life' di John Conway, che, pur classificabile come 'matematica ricreativa', ha indirettamente stimolato ricerche e applicazioni nel campo dei sistemi complessi e dell'ecobiologia e ha recentemente  trovato un nuovo ambito di diffusione  su Facebook, dove 'piace' a quasi centomila persone".

Nella sua forma più semplice un automa cellulare è una sorta di scacchiera, nelle quale i quadratini bianchi e neri sono posizionati inizialmente a caso. Essi possono interagire tra loro in base ad alcune regole ed evolvere. L'evoluzione collettiva dipende dalle condizioni iniziali, cioè dalla configurazione di partenza, ma è in grado di esibire comportamenti anche molto complessi.

"In sostanza,  si tratta di osservare quel che emerge lasciando che il sistema, dotato di una regola semplice, si evolva", conclude il ricercatore dell'Isti-Cnr. "Può evolvere in configurazioni stabili, può oscillare dando luogo a figure cicliche, frattali e caotiche. Molti di questi pattern hanno grande somiglianza con quel che si può osservare in natura. E questo è l'aspetto più promettente dell'intero filone di ricerca".

Fonte: Tommaso Bolognesi, Istituto di scienza e tecnologie dell'informazione "Alessandro Faedo", Pisa, tel. 050/3152797 , email tommaso.bolognesi@isti.cnr.it