Ogni cosa è informata

Di cosa è fatto il mondo? Un'ipotesi confusa e controversa anima discussioni di scienziati in discipline che vanno dalla fisica teorica alla biologia, dalla filosofia alla neuro-scienza: se il mondo fosse fatto di informazione? Studiosi di discipline svariate si sono riuniti recentemente sull'isola di Vieques nei Caraibi, per fare il punto sulla natura dell'informazione e il suo ruolo possibile per spiegare «la natura delle cose».

Il convegno era promosso da FQXi, una vivace fondazione privata americana che sostiene la ricerca su questioni scientifiche speculative ai margini del sapere attuale. Il tema del convegno, una domanda provocatoria: «È possibile che il mondo sia fatto di informazione?»
L'informazione è l'unità di misura che usiamo quando comperiamo una chiavetta Usb, per esempio da otto Giga. "Otto Giga" è una misura della quantità di dati che la chiavetta può contenere, cioè quanta informazione possiamo fissare nella sua memoria. Sono molte le quantità che si misurano in termini di unità d'informazione: la capacità della memoria dei calcolatori, la portata di una linea internet, la capacità di elaborare dati del nostro cervello, la quantità di eredità che sta scritta nel Dna, la quantità di segnali che attraversa la parete di una cellula, eccetera. La definizione più precisa di informazione è stata data nel 1948 dal matematico e ingegnere americano Claude Shannon, il padre della teoria dell'informazione.

Shannon lavorava nel centro di ricerca della compagnia americana dei telefoni e si era interessato al problema di misurare la portata delle linee telefoniche. Ma cosa "porta" una linea telefonica? Porta informazione. Nella definizione di Shannon, l'informazione è determinata dal numero di modi diversi in cui qualcosa può stare. Per esempio la memoria interna della chiavetta Usb può essere messa in un certo numero di configurazioni differenti, e questo numero è l'informazione che può contenere. L'unità minima di informazione si chiama "bit" e designa un qualcosa che possa stare solo in due posizioni. Per esempio una moneta sul tavolo può mostrare "testa" o "croce". Se so che è "testa", dispongo di un singolo bit di informazione. Abbastanza semplice. Ma l'importanza di tale «conteggio del numero di modi in cui qualcosa può stare» appare ovunque. Alcuni esempi: «Perché il calore fluisce dai corpi caldi ai corpi freddi?» La risposta è che ci sono più configurazioni in cui gli atomi dei due corpi possono stare quando la temperatura dei due corpi è uguale. L'intera scienza del calore, la termodinamica, può quindi essere compresa puramente in termini di informazione.

In un altro campo, la meccanica quantistica, il linguaggio di base della fisica fondamentale, si può formulare in termini di informazione che un sistema ha su un altro sistema. In tutt'altro ambito, uno degli approcci più interessanti allo studio scientifico della coscienza (l'integrated information theory of consciousness) è interamente basato sulla teoria dell'informazione. Un'interpretazione dei sistemi viventi di cui si fa spesso uso in biologia è come sistemi che sono in grado di raccogliere e usare informazione. La teoria dell'evoluzione è basata sul passaggio di informazione dai genitori alla prole… Ovunque si guardi, alla base della nostra comprensione del mondo sembra entrare in gioco la nozione di informazione. C'è un sentimento diffuso che questa nozione debba giocare un ruolo molto generale nella nostra comprensione del mondo.

Alla fine degli anni 80, il grande fisico americano John Archibald Wheeler, allievo di Bohr, collaboratore di Einstein e padre della gravità quantistica, avanzò un'ipotesi sconcertante: che sarebbe utile pensare che tutto è solo informazione. Wheeler ha coniato uno slogan per esprimere quest'idea: «It from bit». Letteralmente la traduzione dello slogan è «esso dai bit». Qualcosa come «tutto è bit», o «qualunque cosa è fatta solo di bit, cioè di informazione». La proposta di Wheeler lasciò tutti confusi e pochi la presero sul serio. Oggi Wheeler non è più fra noi, ma la sua idea ha continuato a serpeggiare ed influire in campi diversi dalla scienza. Alla conferenza di Vieques la discussione è venuta completamente alla luce, e l'ubiquità del concetto di informazione è diventata palese. C'è oggi di nuovo chi suggerisce che l'"informazione" possa essere la sostanza prima del mondo, più fondamentale che non materia, campi o energia.

Nessuno, a dire il vero, ha le idee chiare. Il punto unificante sembra essere il fatto che la trama del mondo non viene dagli oggetti, ma dalle relazioni fra gli oggetti, e dai processi. L'idea di "oggetto", di "sostanza", così cara alla metafisica occidentale, si sta sciogliendo in rivoli diversi, messa in questione da discipline che vanno dalla fisica alle scienze che studiano il cervello, dalla filosofia della scienza alla biologia. Pensare il mondo come un insieme di oggetti sembra funzionare sempre meno. Un oggetto esiste come nodo di un insieme di interazioni, di relazioni, e queste possono essere descritte in termini di informazione relativa di sistemi (o processi): informazione che un sistema ha su un altro sistema. In fondo che cosa sono un'onda del mare, una montagna o una nuvola, se non una porzione del mondo che assume un'identità individuale solo perché noi, che le guardiamo, le consideriamo come entità distinte? Sono oggetti in sé, oppure elementi dell'informazione scambiata fra il mondo e noi? Tutto questo non è chiaro, lo ammetto, e al convegno, animato da discussioni amichevoli ma vivaci, si sono ascoltati i punti di vista più disparati. La situazione ricorda i grandi dibattiti sull'energia della fine del XIX secolo: gli sviluppi della meccanica e della termodinamica mostravano il carattere generale del concetto di energia, fino a evocare letture quasi spiritualistiche: «il mondo è pura energia», aprendo una traccia fumosa che sopravvive oggi in qualche vuoto esoterismo. Oggi sappiamo che queste derive erano prive di fondamento: l'energia è un concetto utile e generale, ma non ha nulla di extra-fisico. Con l'informazione la situazione è simile: sono in diversi a suggerire che il mondo possa essere fatto di informazione, ma per ora nessuno sa spiegare bene cosa questo significhi.

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