Il verbo che hai usato, “scegliere”, è fuorviante dato che lascia intuire che tu
attribuisci una qualche forma di “coscienza” a delle particelle elementari, o quanto
meno una sorta di “conoscenza globale”, del tipo che, siccome la probabilità di
scegliere un percorso è, poniamo, del 40%, la particella prenderà la decisone in base a
quello che fanno le altre. Naturalmente le cose non stanno così.
Il problema nasce dal fatto, se ho ben capito, che sei legato ad una interpretazione
meccanica del fenomeno: note le condizoni al contorno e le condizioni iniziali
dovrebbe essere possibile prevedere la traiettoria, per esempio, di un fotone e sapere
a priori se verrà riflesso o rifratto da un’interfaccia, per cui il fatto che il fenomeno
venga descritto dai fisici in puri termini di probabilità può apparire incompleto,
sottintendere una qualche manchevolezza o ignoranza su alcuni aspetti che, se
conosciuti, potrebbero permettere di fare previsoni esatte.
La meccanica e l’elettrodinamica quantistica insegnano invece che le cose stanno
diversamente: le perticelle elementari si comportano come “nubi di probabilità” e il
massimo dell’informazione che le può descrivere è appunto la loro funzione d’onda,
che descrive la probabilità di trovare ciascuna particella nello spazio e nel tempo. Il
fatto che, quando si compie una misura, per “vedere” dove la particella sta
effettivamente, essa appaia come puntiforme, in un punto preciso dello spazio, è
perché nel momento stesso della misura l’osservazione fa “collassare” la funzione
d’onda in uno solo dei suoi stati di probabilità; tornando al tuo esempio, qualche
volta troveremo il fotone riflesso e qualche volta rifratto, e ripetendo la misura un
numero elevato di volte, ritroveremo una distribuzione delle misure che si avvicina a
quella descritta dalla probabilità di ogni singola particella.
Per quanto ciò possa sembrare assurdo a noi osservatori macroscopici, non c’è nulla
di più che si possa dire sulle particelle elementari. Si potrebbe pensare che
semplicemente i fisici non hanno ancora scoperto qualche aspetto della natura,
mancante nell’attuale teoria, una sorta di grandezza fisica “nascosta”, che
consentirebbe di riportare la descrizione del mondo miscroscopio in termini
meccanici classici; al contrario è stato anzi dimostrato che la meccanica quantistica è
una teoria completa, nel senso che non sono previste “variabili nascoste”: in altri
termini dobbiamo rassegnarci alla descrizione probabilistica del mondo
miscroscopico, perché è il massimo che si possa dire su di esso.
Del resto, a ben pensarci, l’idea che il mondo sia completamente e perfettamente
descrivibile in termini meccanici, e che la scienza potrebbe, almeno in teoria, fare
previsioni esatte sul futuro in ogni campo, è un’idea nata col meccanicismo, e portata
alla ribalta dal razionalismo dei primi dell’ottocento. Prima della nascita della scienza
nessuno si sarebbe sognato di fare affermazioni simili, e l’idealismo nacque proprio
in risposta e in contrapposizione con tali idee. A tutt’oggi non c’è ragione di credere
che i filosofi di una corrente avessero ragione e quelli dell’altra torto.
La scienza si limita a descrivere ciò che si può esprimere in termini matematici, e a
fare previsioni su ciò che è possibile prevedere. La descrizione delle particelle in
termini di funzioni d’onda funziona e consente di fare previsioni esatte su certi
fenomeni; siccome non c’è modo di sapere dove sia un elettrone o cosa sia
esattamente un fotone mentre non li osserviamo, la scienza semplicemente non se ne
occupa e lascia il campo ai filosofi.
La risposta alla tua domanda è dunque che non c’è modo di sapere perché ogni
singola particella sceglie un percorso invece che un altro, le leggi che governano i
circuiti elettrici e la propagazione della luce consentono solo di fare previsioni in
media, o di descrivere la probabilità di ogni singola particella; la conoscenza della
traiettoria di ogni particella è fuori delle possibilità della fisica.
In altri termini la tua domanda è la riproposizione in termini quantistici del noto
quesito filosofico: un albero che cade mentre nessuno lo sta osservando fa lo stesso
rumore? Non vi è risposta nell’ambito della scienza, dato che quest’ultima ha le sue
fondamenta nell’osservazione e nella sperimentazione.