"La natura delle cose":
guida pratica alla scoperta dell'Universo
Il 2005 è l'anno della
fisica, l’anno di Albert Einstein. Si festeggia infatti il centenario della
pubblicazione delle scoperte del grande scienziato che, segnando almeno
in parte l'inizio e lo sviluppo delle teorie dei quanti, della relatività e
della meccanica statistica, diedero grande impulso alla fisica del XIX secolo e
tuttora influenzano in modo determinante tutta la scienza.
La teoria dei quanti (che inizialmente si è
sviluppata per spiegare singolari fenomeni corpuscolari della luce e si è poi
imposta come teoria della mondo atomico, nucleare e subnucleare oltre che come
teoria della luce), quella della relatività (che ha rivoluzionato le nostre
concezioni di spazio, tempo e gravità), la meccanica statistica (che si propone
di spiegare i processi irreversibili macroscopici, come una pallina che si
arresta per attrito o una supernova che esplode) sono le basi irrinunciabili di
tutta la fisica moderna.
A fronte della straordinaria importanza
attribuita alle scoperte scientifiche di Einstein in tutte e tre queste teorie,
tuttavia, si assiste al tentativo – implicito o esplicito – di sminuire il
profondo sforzo di analisi concettuale che ha accompagnato e reso possibili
quelle scoperte. Infatti la maggior parte dei fisici ha adottato una versione
della teoria dei quanti del tutto inconciliabile con le idee che motivarono
Einstein a compiere le sue ricerche, inducendo a pensare che Einstein fosse uno
scienziato rimasto ancorato a concezioni sorpassate, incapace di apprezzare la
rivoluzione quantistica, e che la sua visione della fisica come tentativo di
raggiungere una descrizione completa e unitaria della realtà fosse ormai
superata e irraggiungibile.
La rivoluzione concettuale indotta dalla
relatività, pur avendo messo in profonda discussione le usuali categorie di
spazio e tempo, ha forgiato un'immagine di mondo fisico che può essere pensato
indipendentemente da esseri che lo osservano. Lo stesso si può dire per la
meccanica statistica, la cui formulazione moderna – pur avendo dato origine a
numerose controversie – non richiede necessariamente una revisione radicale
delle nostre categorie di spiegazione. La rivoluzione quantistica sembra
invece avere eliminato ogni vestigia dell'ideale classico dell'esistenza di una
realtà esterna a noi, insinuando il
dubbio se gli oggetti esistano davvero “là fuori” quando nessuno li osserva.
In questo quadro, spesso si sostiene che nel mondo
atomico e nucleare ogni spiegazione causale debba essere abbandonata. E' per
questo motivo che molti ritengono che la vera lezione della teoria dei quanti
consista proprio non tanto nella difficoltà quanto nell'impossibilità di
principio di formarci un'immagine coerente e unitaria del mondo fisico, a
differenza di quanto accade nel caso della meccanica statistica e della
relatività.
Ma è davvero impossibile perseguire l’ideale
scientifico e filosofico di Einstein anche nei confronti della teoria
quantistica e delle sue connessioni con il resto della fisica? La tesi di questo
libro è che non è così: l'idea centrale è che la visione che Einstein aveva
della fisica non è affatto superata, come molti ritengono. Al contrario, essa
risulta la visione che meglio permette di inquadrare in una rappresentazione
unitaria le conoscenze fisiche dall'infinitamente piccolo all'infinitamente
grande. Tutte e tre le teorie possono essere ripensate come teorie in
grado di spiegare il mondo che ci circonda senza la necessità di stravolgere
l'ideale classico di spiegazione che ha accompagnato la fisica fino all'avvento
della meccanica quantistica. In particolare, contrariamente a
quanto si pensa in molti ambienti scientifici, anche la meccanica quantistica
può essere riformulata in modo che questo tratto comune venga alla luce: tutte e
tre le teorie, opportunamente riformulate, sono in grado di fornire quella
descrizione unitaria della realtà fisica auspicata da Einstein.
Inoltre con questo libro si vuole sfatare, una
volta per tutte, l'idea che la scienza sia necessariamente riservata agli
esperti e che le persone comuni non possano accedervi con facilità. Per
comprendere il libro della Natura e la natura delle cose è invece sufficiente
avere un po' più di perseveranza. Per questo il libro si propone di illustrare
le tre maggiori teorie fisiche di cui attualmente disponiamo (relatività,
meccanica statistica e soprattutto meccanica quantistica, dai più considerata
intrinsecamente incomprensibile), in maniera accessibile al grande pubblico,
senza per questo banalizzare oltre il dovuto le teorie stesse e permettendo anzi
di mettere in luce le profonde questioni filosofiche ed epistemologiche che tali
teorie sollevano.
Nel primo capitolo vengono analizzati e discussi
i fondamenti della teoria della relatività, alla luce dei quali si affrontano
questioni come: cosa sono lo spazio e il tempo? Che cosa significa esattamente
affermare che lo spazio-tempo è curvo?
Nel secondo capitolo, che riguarda la meccanica
statistica, si discute il problema della freccia del tempo, legato alla
direzionalità dei processi fisici che spesso evolvono in modo irreversibile.
Nel terzo capitolo, che verte sulla teoria
quantistica, si parte dalla constatazione che dal punto di vista delle
predizioni, delle applicazioni e dell'unificazione di un'enorme quantità di dati
in molti campi della fisica, la meccanica quantistica ha avuto e ha tuttora uno
straordinario e ineguagliato successo. Tuttavia, essa ha prodotto sin dal suo
nascere un acceso dibattito interpretativo su cui il libro intende fare
chiarezza.
Il quarto capitolo, infine, indaga il ruolo della
causalità in fisica: il legame causale tra due eventi è di natura oggettiva
oppure è solo una categoria della nostra mente nella spiegazione fisica del
mondo?
Titolo: LA NATURA DELLE COSE, Introduzione ai
fondamenti e alla filosofia della fisica
Parti:
relatività, meccanica statistica, meccanica quantistica, causalita'
- Introduzione alla
filosofia dello spazio e del tempo
- I fondamenti
concettuali dell'approccio statistico in fisica
- Un viaggio nel
mondo quantistico
- La causalità in
fisica
Pagine: 448 Figure: 22
Casa editrice: Carocci, Firenze ISBN
88-430-3547-9 www.carocci.it
Prezzo: 31.10 euro
Gli autori:
Valia ALLORI
Laureata in Fisica
all´Università di Milano, ha conseguito il dottorato in Fisica presso
l´Università di Genova e sta completando un dottorato in Filosofia alla Rutgers
University.
Mauro DORATO
Laureato in Filosofia e in Matematica
all´Università di Roma "La Sapienza", ha conseguito il dottorato in Filosofia
alla Johns Hopkins University. È professore di Filosofia della scienza
all´Università "Roma Tre". È nel comitato direttivo della International Society
for the Advanced Study of Spacetime.
Federico LAUDISA
Si è laureato in Filosofia
presso l´Università di Firenze dove ha conseguito un dottorato in Filosofia. È
professore di Filosofia della scienza presso la facoltà di Scienze della
formazione dell´Università di Milano-Bicocca.
Nino ZANGHI
Laureato in Fisica a Genova,
ha conseguito il dottorato in Fisica a Roma. È professore di Fisica Teorica
presso la facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell'Università di
Genova, dove è direttore della scuola di dottorato in fisica.