“Nobelist Physicist, teacher, storyteller, bongo player“
Così si autodefiniva Feynman, che è stato sicuramente uno dei più grandi innovatori del secolo breve. E lo è stato in molti campi della scienza e della tecnologia.
Nato nel 1918 da una modesta famiglia ebraica nel Queens, studia Fisica al MIT di Boston e a Princeton; di Fisica sarà brillantissimo e amatissimo professore prima alla Cornell e poi al Caltech.
Durante la guerra collabora al progetto Manhattan, insieme alle migliori menti del tempo, per la costruzione della bomba atomica. Nel 1965 gli viene assegnato il premio Nobel per la Fisica per lo sviluppo della QED (elettrodinamica quantistica).
Nel 1986, seppur controvoglia, entra nella commissione Rogers incaricata da Reagan di fare chiarezza sul disastro dello Shuttle Challenger, dove peraltro è proprio lui a capire le cause della tragedia, nonostante le resistenze della NASA e della burocrazia (burocrazia che Feynman peraltro detesta con tutto sé stesso).
Le sue lezioni (alcune delle quali disponibili sul web, ne consigliamo la visione) sono state anche trasformate in libri (Sei Pezzi Facili, Sei Pezzi Meno Facili) e sono un esempio di divulgazione scientifica forse inavvicinabile, grazie alla straripante personalità e capacità comunicativa di Feynman.
Nel tempo libero trova il modo di avviare studi fondamentali nei campi delle nanotecnologie, dei computer quantistici e della teoria della computabilità, senza per questo trascurare le sue passioni extralavorative: suonare il bongo, violare casseforti e lucchetti, e disegnare nudi femminili -dal vivo, preferibilmente – in locali malfamati di striptease di Los Angeles.
L’elettrodinamica quantistica risolve con un elevato grado di accuratezza il problema del comportamento e delle interazioni tra elettroni e fotoni nel campo elettromagnetico, e concilia l’approccio quantistico con i postulati della teoria della relatività ristretta di Einstein, un tema di cui si erano già occupati senza venirne a capo le migliori menti della meccanica quantistica: Shroedinger, Dirac e Heisenberg.
Nello sviluppare la QED Feynman letteralmente si inventa i diagrammi che da lui prendono nome e che descrivono graficamente e in modo intuitivo le possibili interazioni tra particelle.
Prima di Feynman nulla di simile era mai stato visto in fisica: gli varrà il Nobel per la Fisica.
Alla fine degli anni ’70 Feynman da un lato si rende conto che per simulare un sistema quantistico i computer tradizionali basati su transistor al silicio sono insufficienti, mentre dall’altro si appassiona sempre di più di nanotecnologie. In un paper del 1982, Simulating Physics with Computers, teorizza la necessità di sviluppare computer quantistici basati sulla proprietà quantistica di alcune particelle di essere contemporaneamente in due stati (up e down). Secondo la Fisica quantistica infatti una particella, un elettrone per esempio, è in una sovrapposizione di due stati (spin up e down), così come i gatti di Shroedinger che sono contemporaneamente vivi e morti.
Ne consegue che un computer quantistico con x particelle (qubit) può avere contemporaneamente 2 stati alla x, mentre uno tradizionale può avere solo uno stato alla volta.
In questo modo la potenza di calcolo aumenta esponenzialmente, e rende i computer quantistici particolarmente adatti a risolvere problemi che richiedono un alto numero di calcoli matematici come la crittografia o, per l’appunto, la simulazione quantistica.
I computer quantistici, pur non contravvenendo le leggi della fisica, erano negli anni 80 largamente irrealizzabili dal punto di vista tecnologico e ancora oggi presentano enormi problemi tecnici.
La grande visione di Feynman è di aver pensato alla possibilità della loro creazione con più di 35 anni di anticipo sui tempi della tecnologia.
Feynman amava pensare oggetti estremi dal punto di vista tecnologico, ma secondo lui realizzabili in quanto non contravvengono le leggi della fisica. Computer quantistici e nanotecnologie sono due brillanti esempi di innovazioni (peraltro connesse tra di loro) pensate ben prima della possibilità tecnologica di realizzarle praticamente, che sono poi diventate – dopo di lui – innovazioni reali.
Ringraziamo per il contributo
Paolo Riccardo Felicioli