Quattro motivi per i quali la realtà che percepiamo noi umani è soggettiva

La scienza ci permette di andare oltre i nostri sensi e di dare un immagine più precisa di ciò che non vediamo o non percepiamo. Ecco perchè, grazie al metodo scientifico, nel corso della storia l'uomo è passato dal pensare alla Terra come piatta a immaginarla invece sferica, dal posizionarsi al centro dell'universo a capire, invece, che viviamo nella periferia di una Galassia con miliardi di stelle come il Sole. In questo articolo espongo quattro argomenti scientifici grazie ai quali si evince che la realtà percepita dall'uomo è soggettiva all'uomo stesso.

1. La realtà che vediamo con i nostri occhi

Ciò che vediamo con i nostri occhi lo dobbiamo alla luce. La realtà che ci circonda la possiamo vedere grazie alla luce che, rimbalzando sulla materia, giunge poi ai nostri occhi rivelandoci ciò che ci circonda. Che cos'è la luce? Come ho spiegato più approfonditamente in questo articolo, la luce è un onda elettromagnetica. Le onde elettromagnetiche sono eccitazioni del campo elettromagnetico e a seconda dell'intensità, della frequenza e della lunghezza d'onda si dividono in: onde radio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti (UV), raggi x, raggi gamma.

Spettro elettromagnetico

I nostri occhi, o meglio i fotorecettori posti all'interno del nostro occhio, sono solleticati solo dalle onde comprese tra i 390 e 760 nanometri di lunghezza d'onda. Quelle onde per noi sono segnali luminosi mentre tutte le altre sono invisibili ai nostri occhi. Ma non è così per tutti gli esseri viventi! Ci sono animali, ad esempio, che hanno occhi sensibili alla luce ultravioletta: è il caso di alcune farfalle - che grazie a questa caratteristica riconoscono i maschi dalle femmine - e delle api, che così vengono attratte dai fiori in cui alcune strutture si vedono solo agli ultravioletti. Altri animali sono invece sensibili agli infrarossi, per esempio i serpenti, che vedono le prede a sangue caldo grazie a recettori termici posti sotto gli occhi e che il cervello associa alla visione oculare. Non si può affermare, però, che un animale ci veda meglio o peggio rispetto a noi: ogni animale si è evoluto sviluppando le caratteristiche visive più adatte al proprio habitat e stile di vita, noi compresi. Ecco perchè i colori che percepiamo, le sfumature, e in generale tutta la realtà che vediamo con i nostri occhi, è soggettiva. Perchè rappresenta l'interpretazione di una piccola porzione dello spettro delle onde elettromagnetiche che il nostro cervello ha sviluppato nel corso di moltissimi anni di evoluzione. Per altri animali la realtà visiva ha colori diversi, per altri non ha alcun colore, per altri ancora rivela strutture a noi invisibili, come nel caso delle api. La realtà visiva è soggettiva, l'unico modo per andare oltre ciò che i nostri occhi vedono è il metodo scientifico. Oggi, grazie a sofisticate tecnologie e all'avanzamento della conoscenza scientifica, possiamo osservare l'universo nelle varie bande (onde radio, raggi ultravioletti, ecc) grazie alla spettrofotometria, ed osservare quindi regioni di spazio che sarebbero impossibili da osservare con un telescopio normale che funziona nelle bande della luce visibile. Grazie a dei radio telescopi, che sono sensibili cioè alle onde radio, siamo riusciti nel 2019 ad ottenere la prima immagine di un buco nero supermassiccio. 

2. La realtà che percepiamo attraverso i suoni

Un discorso simile vale anche per il suono. Come l'occhio ha dei limiti nella percezione della luce l'orecchio umano ha dei limiti nella percezione del suono. Che cos'è il suono? Come la luce anche il suono è un onda, solo che come mezzo di propagazione non usa il campo elettromagnetico ma l'aria. Il suono è dovuto alla vibrazione di un oggetto, quindi al suo movimento meccanico, che viene trasmesso nell'aria fino a raggiungere le nostre orecchie, o più precisamente i nostri timpani, i quali vibreranno a loro volta permettendo al cervello di interpretare l'onda come un suono. Quindi l'onda sonora è, semplicemente, un movimento vibratorio che si propaga meccanicamente nell'aria originando nel nostro cervello la percezione sonora.

Come le onde elettromagnetiche, anche quelle sonore hanno una lunghezza e una frequenza d'onda e, come per quelle elettromagnetiche, il nostro corpo non le percepisce tutte. Il nostro timpano percepisce le onde sonore nell'intervallo tra i 20 Hz e i 20 kHz di frequenza. Altri animali sono viceversa sensibili alle alte frequenze, gli ultrasuoni, che permettono loro di localizzare con precisione l’origine del più piccolo fruscio. E' il caso del cane e del gatto. Gli ultrasuoni sono molto direzionali e viaggiano più veloci della porzione di onde udibili da parte dell’essere umano, ecco perchè il nostro cane si mette in allarme prima di noi. Immaginate quanto può essere diversa la realtà quotidiana di un cane: riconosce poco i colori, rispetto a noi, ma ha un udito tale che percepisce rumori anche molto distanti.

3. La realtà che percepiamo attraverso la nostra scala dimensionale

In base alla nostra scala dimensionale, ovvero alle dimensioni che abbiamo nell'universo, ci sono oggetti che possiamo distinguere ad occhio nudo - che fanno parte cioè della nostra realtà quotidiana - e oggetti invece che sono enormemente piccoli o enormemente grandi per essere visti o percepiti dai nostri occhi. Ad esempio, quando osserviamo un fiore è impossibile per noi accorgerci dei tantissimi processi che si svolgono al suo interno, nelle cellule. Ancora più in profondità delle cellule vi sono gli atomi e infine gli oggetti più piccoli che conosciamo, le particelle elementari che compongono l'atomo: i quark (che compongono a loro volta protoni e neutroni) ed elettroni.

Non ci è possibile vedere questi oggetti perchè i segnali luminosi che i nostri occhi riconoscono non "rimbalzano" su oggetti così piccoli, perchè non hanno una lunghezza d'onda sufficientemente piccola. Quello che noi vediamo quando osserviamo un oggetto è una media di tantissimi processi sub atomici (particelle che interagiscono), atomici (atomi che si legano) e cellulari.
Il calore, ad esempio, è dato dall'agitazione di molecole e particelle. Un liquido o un materiale caldo è caldo perchè le molecole che lo compongono si agitano molto. Un the caldo è una media che noi facciamo di tantissimi microstati differenti. Per noi il the è caldo ma in realtà è costituito da tantissimi microstati (molecole agitate) che nel loro insieme ci fanno percepire il the come caldo. Il calore è inoltre legato alla freccia del tempo, la quale sembra emergere proprio dentro di noi. A livello fondamentale della fisica, quindi del mondo, il tempo non esiste. Nelle equazioni della meccanica quantistica, che descrivono il movimento di particelle e onde, non compare la variabile tempo. Ho approfondito la questione calore, microstati e freccia del tempo in questo articolo.

4. La realtà che percepiamo attraverso il tempo, esiste il presente?

Come suggerisce la relatività generale di Albert Einstein - che ho riassunto in questo articolo - noi viviamo all'interno di una deformazione spazio-temporale. Dal momento che spazio e tempo sono legati nell'ente geometrico di Einstein - lo spaziotempo - e che la gravità - quindi la massa - deforma questa geometria, si può tranquillamente affermare che noi viviamo all'interno della deformazione spazio-temporale generata dalla massa della Terra. Se andassimo a vivere in orbita sulla stazione spaziale internazionale il tempo scorrerebbe più velocemente rispetto alla terra, invecchieremo più rapidamente, anche se impercettibilmente. Viceversa avvicinandoci ad una massa il tempo rallenta. Immaginiamo un'ipotetica civiltà aliena che vive in un pianeta avente il doppio della massa terrestre. Per loro il tempo scorrerebbe più lentamente di noi, il che vuol dire che mentre qui sulla Terra è passato un anno, nel loro pianeta ne sono passati due.
Un'altro aspetto fondamentale della relatività generale è la costante della velocità della luce. Ricordate che noi riusciamo a vedere ciò che ci circonda grazie alla luce? Essa viaggia nello spazio a velocità finita, circa 300.000.000 m/s. Quando osservo una persona che ho di fronte la sto osservando com'era qualche milionesimo di secondo fa. Quando parlo a telefono con una persona che si trova dall'altra parte del mondo i segnali radio della sua voce si muovono alla velocità della luce, e quindi sto ascoltando la sua voce pronunciata una frazione di secondo prima. Quando osservo il pianeta Marte con il telescopio o ad occhio nudo, quando è visibile, lo sto osservando come era circa 15 minuti fa, il tempo cioè che la luce impiega a compiere il tragitto Marte-Terra. Quando osservo la stella più vicina a noi, Proxima Centauri, la sto osservando come era quattro anni fa, ovvero il tempo che la luce impiega a compiere la distanza che la separa dai miei occhi. Quando guardiamo il cielo notturno, stiamo ammirando un ritratto del passato. Osservando la Galassia Sombrero (M 104) con il telescopio, la possiamo vedere come era 28 milioni di anni fa, perchè si trova a 28 milioni di anni luce da noi. Quando gli astronomi e astrofisici vedono con i loro potenti telescopi una stella esplodere come super nova in realtà, per il suo tempo, la stella è già esplosa! Se una civiltà aliena ci osservasse da milioni di anni luce di distanza e potesse, idealmente, vedere cosa c'è sulla Terra, vedrebbe i dinosauri! Non esiste un presente unico nell'universo e nemmeno un tempo che scorre univoco. Ecco perchè la realtà che percepiamo attraverso il tempo è soggettiva all'essere umano sulla Terra e non applicabile oggettivamente all'universo.

Quest'immagine è stata ottenuta grazie al telescopio spaziale Hubble. Rappresenta decine di migliaia di galassie, alcune delle quali lontane 10 miliardi di anni luce da noi. Si sono formate quindi, secondo la teoria del big bang, solo pochi miliardi di anni dopo l'inizio dell'universo. Ecco perchè questa foto ritrae oggetti molto lontani nello spazio e nel tempo. Per noi è ciò che vediamo nel presente, in realtà è un ritratto del passato.

La realtà che percepiamo è quindi veicolata dai nostri sensi - che sono interpretazioni parziali che il nostro cervello compie - e dalle condizioni fisiche cui siamo soggetti come abitanti della Terra, ovvero la scala dimensionale e quella temporale.

L'unico modo per andare oltre questi limiti è la scienza. Il bello delle scienze in genere, io credo sia questo: ci permettono di immaginare la bellezza del mondo che altrimenti non riusciremmo a vedere. Non è vero, come alcuni sostengono, che solo un artista può cogliere le bellezze della natura, può farlo anche uno scienziato, immaginando gli infiniti processi che compongono un fiore o gli svariati scenari cosmologici di un luogo tremendamente lontano. L'intento di questo articolo è far comprendere la limitatezza umana da un lato, in quanto esistono dei limiti fisici, e la potenzialità del pensiero, che ci differenzia da molti animali e ci permette di immaginare una realtà diversa da quella che i nostri sensi ci suggeriscono. Una realtà sicuramente più oggettiva, ma comunque approssimata, perchè nella scienza non esiste la parola fine, ma esiste un avanzamento per approssimazioni via via più dettagliate. 

In molti hanno dibattuto e dibattono tutt'ora sull'esistenza di una realtà oggettiva, imprescindibile dall'osservatore. Alcuni sostengono che sia l'uomo a creare la realtà e le scoperte nel campo della fisica quantistica sembrano suggerire che, almeno a livello fondamentale, la realtà emerge in base all'interazione e non all'oggettività dell'essere. Alcuni invece, come sosteneva Albert Einstein, sostengono che una realtà oggettiva deve esistere, al di là di quanto l'uomo sia più o meno in grado di comprenderla attraverso la scienza.

"Dio non gioca a dadi"

Albert Einstein