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Prefazione
di Franco Selleri |
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La rivoluzione quantistica
e il senso della realtà |
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Questa
formula esprime il principio di indeterminazione, ovvero l'impossibilità
di misurare simultaneamente ed esattamente la posizione e la quantità
di moto di una particella.
Il principio fu enunciato da Werner Heisenberg nel 1926. Da quel
momento la fisica è cambiata, e con essa ciò che la
maggior parte dei fisici pensa del mondo e della conoscenza umana.
In questo volume cercheremo di capire perché. |
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In questo agile libro
Ignazio Sardella delinea un percorso attraverso gli sviluppi storici
della meccanica quantistica che consente di entrare in contatto con
alcune fra le più importanti dispute scientifico-filosofiche
della fisica del Novecento. Va sottolineata la gradevole novità
di un autore, laureato in fisica, che ritiene di dover fare i conti
con la storia della sua disciplina per comprendere (e far comprendere)
gli argomenti scientifici più fondamentali.
Mi è capitato in alcune occasioni di parlare dell'importanza
della storia della fisica e una volta un docente liceale mi disse:
"Non riusciamo neppure a terminare i programmi ministeriali,
figurati se possiamo metterci a insegnare anche la storia della fisica!
". Ovviamente questo non è il modo giusto di vedere la
cosa, perché si tratta semmai di insegnare i programmi ministeriali
in chiave storica. È probabile che questo richieda uno sforzo
di riqualificazione, ma ne vale la pena, anche dal punto di vista
delle soddisfazioni che il docente può trarre dalle sue stesse
lezioni e dal loro impatto sui discenti. L'esperienza mostra che anche
dal punto di vista strettamente pedagogico è molto utile un
insegnamento della fisica, che mantenga un rapporto costante fra la
storia della disciplina e i suoi contenuti più tecnici.
Si tratta naturalmente di un annoso problema. Già cinquant'anni
fa Erwin Schrödinger sottolineava l'importanza della storia della
fisica, affermando: "La storia è la scienza più
fondamentale perché non c'è conoscen¬za umana che
non possa perdere il suo carattere scientifico quando gli uomini dimenticano
le condizioni in cui ebbe origine, le domande a cui rispose e le funzioni
per servire le quali fu creata". Aggiungeva poi che la fisica
stava correndo il rischio di separarsi dalla sua base storica, senza
della quale una comprensione reale della sua natura e delle sue conquiste
sarebbe diventata impossibile. Purtroppo questo pericolo si è
nel frattempo trasformato in una dura realtà. La ricerca e
l'insegnamento scientifico odierni spesso ignorano completamente le
congetture, i contrasti e i meccanismi di scelta che hanno generato
le idee prevalenti, con il risultato che proprio le faccende più
fondamentali e più discutibili sono accettate acriticamente.
Nel suo noto libro Struttura delle rivoluzioni scientifiche Thomas
Kuhn ricorda di avere egli stesso dovuto cambiare radicalmente le
proprie idee sulla natura della scienza dopo avere seguito un corso
di storia della fisica mentre stava preparando la tesi di dottorato.
Più tardi, dopo essere diventato un esperto di fama mondiale
e avere acquisito conoscenze più approfondite di storia e filosofia
della fisica, Kuhn si è dovuto convincere che i fisici accettano
dogmaticamente i postulati basilari della loro scienza, e che "colui
che appartiene a una comunità scientifica matura è,
come il tipico personaggio del romanzo di Orwell 1984, la vittima
di una storia riscritta da coloro che detengono il potere".
Insistendo sull'importanza della storia non voglio affatto dire che
il giusto atteggiamento sia quello storicistico secondo cui i contenuti
della scienza sarebbero in ultima analisi tutti storicamente determinati
dalle mode culturali, o dai rapporti di produzione! No, la scienza
è anche conoscenza della realtà oggettiva e come tale
ha contenuti irreversibilmente validi. Per esempio si pensi all'affermazione:
"II sole è una stella in tutto simile a quelle che vediamo
brillare nel cielo notturno, solo più vicina". Mille altri
esempi potrebbero essere dati, naturalmente, anche estratti dalla
microfisica. E tuttavia la scienza non è affatto riducibile
alle sue pur grandiose conquiste conoscitive, perché le sue
strutture teoriche contengono anche affermazioni di carattere astratto,
non derivabili dalle conoscenze empiriche. Contengono, inoltre, affermazioni
che hanno carattere congetturale, e quindi provvisorio, la cui natura
incerta è stata però dimenticata da molti scienziati,
proprio a causa della rimozione della dimensione storica del pensiero
scientifico. Così alcune importanti congetture (come quella
del big bang) sono diventate quasi dogmi indiscutibili.
É
un fatto evidente che persino le discipline più fortemente
formalizzate (la matematica e la fisica teorica) sono state in realtà
sviluppate intrecciando due diversi modi di ragionare. Il primo modo
è quello qualitativo e dialettico ed è basato sul buon
senso e sulle categorie generali di pensiero che abbiamo sviluppato
nei molti millenni che hanno portato la razza umana ad affermarsi.
Questo tipo di ragionamento serve nei momenti più importanti:
la scelta della ricerca da fare, gli scopi che si prefigge, l'adozione
di una strategia, il modo specifico di superare o aggirare gli ostacoli
che ci si trova ad affrontare. Il secondo tipo di ragionamento è
invece quello strettamente matematico, dunque rigoroso, basato sulla
logica non contraddittoria, ed è relativamente recente dato
che è stato inventato appena tremila anni fa. Questi due diversi
modi di ragionare si completano l'un l'altro e la scienza moderna
non sarebbe stata possibile se uno di essi fosse venuto a mancare.
Il ragionamento qualitativo e quello quantitativo-formale sono paragonabili
al guidatore e alla sua automobile. Quanto faticoso sarebbe fare a
piedi un viaggio di mille chilometri! E invece lo si fa in un numero
ragionevole di ore usando una moderna autovettura. Il grande guadagno
in velocità è reso possibile dalla sofisticata tecnologia
moderna. Tuttavia sarebbe stupido se la ben giustificata ammirazione
per il progresso tecnico ci portasse a pensare di eliminare il guidatore.
Chi potrebbe determinare le motivazioni del viaggio e la destinazione
da raggiungere? Chi sceglierebbe il percorso da seguire fra le diverse
alternative possibili? Chi potrebbe ovviare ai tanti piccoli inconvenienti
inattesi che potrebbero manifestarsi? Allo stesso modo nella scienza
il ragionamento qualitativo dirige quello formale e cerca di sfruttarne
al massimo la potenza. Dunque ogni scienziato ha una strategia, e
questa si manifesta naturalmente ben più nei suoi ragionamenti
qualitativi e generali che nei passaggi tecnici e formali. Anzi, nella
misura in cui un ragionamento matematico è rigoroso non c'è
nulla di soggettivo che vi possa essere presente perché sarebbe
fatto allo stesso modo da ogni altro ricercatore. Infatti oggi i calcoli
matematici di una ricerca di fisica teorica o di matematica pura,
anche i più astratti, vengono sempre più spesso effettuati,
o almeno controllati, con un calcolatore usando particolari programmi
(come Mathematica) con un forte guadagno di tempo e con una quasi
completa eliminazione delle possibilità di errore.
Ma la soggettività è presente, e come, nella scienza
moderna. Se si pensa al profondo e irrisolto dibattito fra Einstein
e Bohr nella fisica dei quanti, o alle opposizioni di certi fisici
al relativismo, o ancora al dibattito sull'origine dello spostamento
verso il rosso degli spettri degli oggetti extragalattici, ci si rende
conto dell'esistenza di grandi problemi irrisolti nella fisica contemporanea.
Le scelte dei diversi scienziati di parteggiare con calore per questa
o per quella soluzione non possono che derivare da motivazioni non
riducibili a una indiscutibile evidenza empirica. E proprio qui che
entrano in campo i condizionamenti culturali e le scelte filosofiche
di ciascuno! Ed è per questo che un'insegnamento astorico basato
su scelte rigide non mette lo studente liceale di fronte alle diverse
importanti alternative ancora aperte e lo obbliga o a rifiutare nel
suo intimo le discipline scientifiche, o a compiere un atto di fede
proprio là dove sarebbe più facile interessarlo agli
sviluppi della scienza: sulle questioni fondamentali. Naturalmente
non vale in generale l'idea di seguire il parere della maggioranza.
Sulla guida delle maggioranze è giustamente fondata ogni democrazia,
ma la scienza ha natura diversa e se avessimo seguito il parere della
maggioranza degli astronomi contemporanei a Galileo staremmo ancora
a calcolare epicicli, invece di spedire sonde nell'intero sistema
solare e di usare i grandi telescopi per conoscere le profondità
dell'universo!
Occorre dunque un tipo di insegnamento storico e critico, ben diverso
da quella forma di indottrinamento preventivo che viene talvolta praticata
nelle scuole medie superiori (naturalmente l'indottrinamento finale
ha luogo all'università). Per raggiungere questo livello i
nostri docenti dovranno rieducarsi autonomamente. Esistono per fortuna
in Italia, già tradotte, tutte le principali opere storiche
utili ad affrontare l'insegnamento delle materie scientifiche in una
chiave diversa (Koyré, Crombie, Clagett, R. Hall, Sambursky...).
Esistono perché ha funzionato quello che Gramsci chiamava il
cosmopolitismo dei nostri intellettuali, e questo ci pone in condizioni
favorevoli rispetto ad altri paesi europei più chiusi alle
influenze culturali esterne. D'altra parte c'è anche una specifica
tradizione italiana da non sottovalutare, che risale a Federigo Enriques,
Giorgio de Santillana, Guido Castelnuovo, e altri. E ci sono infine,
in buon numero, gli storici della fisica che operano nei dipartimenti
di fisica delle università italiane e i docenti liceali, come
Sardella, che si muovono nella giusta direzione storico-critica. |
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| Quarta
di copertina |
È vivo o morto
il gatto di Schrödinger? Possiamo conoscere la sua sorte senza
guardare nella scatola in cui si trova? Per dare una risposta alle
domande poste dal celebre paradosso ideato dal fisico Erwin Schrödinger
siamo costretti a riflettere sulle categorie fondamentali su cui si
basa il nostro modo di pensare e di vivere: i concetti di realtà
oggettiva e di causalità, entrambi messi in crisi dalla cosiddetta
interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica, la più
sconcertante teoria fisica elaborata nel Novecento. È in questo
secolo infatti che si rende evidente una contraddizione: la scienza,
i cui trionfi hanno cambiato la vita degli uomini, ridimensiona le
sue aspettative sulla possibilità di fornire un quadro unitario
e convincente dei fenomeni naturali, approdando ad una concezione
sempre più limitativa della conoscenza umana. In questo volume,
attraverso l’analisi delle intuizioni dei fondatori della nuova
fisica, si ripercorre il cammino che ha portato all’affermazione
di queste idee.
Nella prefazione, Franco Selleri, autorevole oppositore dell’interpretazione
di Copenaghen della meccanica quantistica, svela i presupposti filosofici
alla base di questa teoria chiarendo i termini di una battaglia ideale,
combattuta tra gli altri da Albert Einstein, il cui esito appare tutt’altro
che deciso. |
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| Scaffale |
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