Author: cara_carli

Da riforme a rivoluzioni

“[…] Una ricerca che segue le linee della scienza applicata porterebbe senza dubbio al miglioramento e allo sviluppo dei vecchi metodi; la ricerca nel campo della scienza pura ci ha dato un metodo completamente nuovo e molto più potente. In realtà, la ricerca nella scienza applicata porta alle riforme, la ricerca nel campo della scienza pura conduce alle rivoluzioni […]”

Questo pensiero – estratto da un più ampio ragionamento attribuito a Sir Joseph John Thomson da un altro famoso fisico, John William Strutt, Lord Rayleigh – conferisce alla ricerca teorica “nel campo della scienza pura” la capacità di condurre a vere e proprie rivoluzioni. Anche politiche e industriali. Thomson, come descritto nel volume “Il mondo secondo la Fisica Quantistica” fu egli stesso artefice di una fondamentale riforma scientifica perché propose nel 1904 – lo stesso anno in cui vinse il Nobel grazie alla scoperta del gas Argon – la prima rappresentazione teorica dell’atomo nella quale l’elettrone veniva descritto come una particella subatomica.

Quello che Thomson all’epoca non poteva immaginare era che sarebbe stato proprio suo figlio, 33 anni dopo, che avrebbe trasformato, grazie all’applicazione delle logiche quantistiche, la riforma in rivoluzione. George Paget Thomson, assieme a Clinton Joseph Davisson, vinse infatti a propria volta il Premio Nobel nel 1937 per aver dimostrato il dualismo onda/particella proprio studiando il comportamento degli elettroni.

Fabio Fracas

“È effettivamente possibile, in termini di moto degli atomi, spiegare come gli uomini possano inventare un motore elettrico o progettare, e costruire, una grande cattedrale? Se tali risultati rappresentano qualcosa di più che il soddisfacimento delle leggi fisiche significa che la scienza è obbligata a cercare ulteriori fattori di controllo, indipendentemente da quali possano essere, che consentano di comprendere adeguatamente il mondo della natura. Una scienza che descrive solo i moti degli oggetti inanimati ma non include le azioni degli organismi viventi, non può pretendere di essere considerata universale”.

Nel volume “Il mondo secondo la fisica quantistica” (in uscita a novembre), questa riflessione di Arthur Holly Compton – fisico statunitense, scopritore dell’omonimo effetto, e vincitore del Premio Nobel nel 1927 – accompagna in sottofondo molti dei temi trattati. È realmente possibile che la nostra relazione col mondo che ci circonda possa essere descritta unicamente tramite delle leggi fisiche? E che significato assumono quelle stesse leggi quando vengono applicate agli organismi viventi?

Compton, nel 1940, quando scrisse il volume “The human meaning of science” – testo dal quale è tratta la citazione – si stava ponendo quelle stesse domande che oggi potrebbero, e dovrebbero, costituire il fondamento di un approccio “universale” alla ricerca scientifica. E di conseguenza, agli stessi concetti di conoscenza e coscienza.

Punti di vista

“La fisica non è una rappresentazione della realtà, ma del nostro modo di pensare ad essa”.

Werner Karl Heisenberg, a soli 24 anni – assieme a Max Born e a Pascual Jordan – costruì il primo modello matematico della Meccanica Quantistica: la Meccanica delle Matrici. Due anni dopo, a 26 anni, propose la prima formulazione del Principio di Indeterminazione: uno dei pilastri della Fisica Quantistica. Lavorò assieme a Niels Bohr negli anni che videro la nascita dell’Interpretazione di Copenaghen, nel 1927, e ricevette il Premio Nobel per la Fisica nel 1932 con la seguente motivazione: “per la creazione della Meccanica Quantistica, la cui applicazione, tra le altre cose, ha portato alla scoperta delle forme allotrope dell’idrogeno”.

Nel volume “Il mondo secondo la fisica quantistica” – tra poco a novembre – la sua figura di scienziato e di pensatore emerge sia per i fondamentali contributi portati al campo della ricerca sia per la sua determinazione nell’interrogarsi sul senso profondo della realtà. E sul rapporto che, anche come uomini, ci lega a essa.

Libertà di pensiero, ricerca di un punto di vista “altro” e capacità di immaginare una differente natura sono alcuni dei tratti caratteristici di Werner Karl Heisenberg. Più in generale, dovrebbero esserlo di chiunque decida di approcciare senza preconcetti lo studio del mondo che ci circonda.

“Per i decisivi contributi al rivelatore LIGO e l’osservazione delle onde gravitazionali” il Premio Nobel per la Fisica 2017 è stato appena conferito – lo scorso 3 ottobre – a Rainer Weiss, Barry Clark Barish e Kip Stephen Thorne. I tre scienziati che vedete, nell’ordine, nella foto.

All’interno del volume “Il mondo secondo la fisica quantistica” uno dei temi trattati è proprio il rapporto fra la fisica quantistica e la relatività ristretta, sia prima che successivamente al rilevamento delle onde gravitazionali. Rilevamento avvenuto alle ore 10:50 e 45 secondi del 14 settembre 2015 dai ricercatori del California Institute of Technology, il Caltech; del Massachusetts Institute of Technology, il MIT; del LIGO, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, e del Virgo, il rivelatore che si trova nel comune di Cascina in provincia di Pisa. E per capire esattamente cosa siano le onde gravitazionali, ecco come le descrive nel libro Marco Drago, primo uomo al mondo al mondo a osservarle: “perturbazioni dello spazio-tempo che si propagano come delle onde alla velocità della luce.”

Dietro questa definizione, precisa e diretta, si nasconde un universo di considerazioni, di informazioni e di possibilità. E anche una “speciale” rappresentazione della realtà ipotizzata esattamente cento anni prima, nel 1915, da un uomo – Albert Einstein – che con le proprie idee e le proprie teorie è riuscito nell’impresa di superare i limiti dello spazio e del tempo.

Fabio Fracas

C’è un qualcosa che sfugge

“Lo scienziato in particolare, riconosce fondamentalmente l’esistenza di una legge che trascende, qualcosa che è al di fuori, e che è immanente al meccanismo naturale. Riconosce che questo ‘qualcosa’ ne è la causa, che tira le fila del sistema. È un ‘qualcosa’ che ci sfugge.”

Questa dichiarazione di Carlo Rubbia – Premio Nobel nel 1984, assieme a Simon van der Meer, “per il contributo decisivo al grande progetto che ha portato alla scoperta delle particelle W e Z, comunicatori di interazione debole” – affronta due temi fondamentali: l’esistenza di una legge immanente, interna, al meccanismo naturale e il fatto che, contemporaneamente, questa legge trascende, qualcosa che è “al di fuori”. Un qualcosa che “ne è la causa che tira le fila del sistema”.

Com’è possibile? E si tratta realmente di due temi separati? Non solo, a quale sistema si riferisce esattamente Carlo Rubbia dato che lo distingue nettamente dal meccanismo naturale?

Lo studio dell’infinitamente piccolo, della fisica quantistica e delle componenti fondamentali della materia, paradossalmente, non porta con sé solo evidenze sperimentali ma anche dubbi profondi sull’essenza stessa di ciò con cui ci stiamo confrontando.

Indeterminatezze che mettono in discussione i principi alla base delle certezze a cui siamo soliti aggrapparci e che quando riusciamo a osservare con il giusto distacco evidenziano – propriamente e naturalmente – come esista “un ‘qualcosa’ che ci sfugge”.

Fabio Fracas