di Giulio Rosani
Come promesso nello scorso articolo ho letto il libro di Einstein ed Infeld. Devo dire che prima di iniziarlo pensavo sarebbe stato il solito libro sulla fisica, spiegato in modo chiaro, ma forse non molto semplice, visto l'importanza dell'argomento. Fattore inoltre poco invitante alla lettura erano le formule matematiche che vi sarebbero dovute comparire. La fisica è una scienza esatta e come tale ogni risultato di qualsiasi esperimento deve essere approssimato da una funzione matematica. Bene, ora che ho finito la lettura posso rassicurare chiunque voglia leggere questo fantastico volume sulla fisica: la comprensione di ciò che viene spiegato non è affatto impossibile e di formule matematiche non c'è neanche l'ombra. Già nella prefazione gli autori assicurano di non voler far uso della matematica e di avere come unico scopo quello di rendere più chiari alcuni aspetti della fisica ancora oscuri a molti. L'unico requisito che il lettore deve avere, proseguono i due fisici nella prefazione, è quello di possedere buona volontà e di essere disposto a comprendere i ragionamenti fatti nei vari capitoli.
Il libro è suddiviso in quattro parti:
Parte Prima:L'ascesa dell'interpretazione meccanicistica
Il libro si apre paragonando la fisica ad un romanzo giallo perfetto, in cui non si può saltare alle ultime pagine per scoprire chi è l'assassino. La ricerca del fisico si basa su supposizioni e sulla ricerca di prove a favore di queste. Dunque la prima cosa da fare è osservare e interpretare. Grazie a questo processo si giunge al primo indizio, a partire dal quale si costruirà una teoria. Nota bene, l'indizio non sempre porta alla teoria giusta solo perché è stato scoperto.
Dopo questa prima introduzione vengono presentati i vettori, il concetto di moto, la massa, grandezza fisica lasciata in disparte per molto tempo. Grazie a questi concetti si poté enunciare la teoria meccanicistica della realtà, ovvero che il mondo si "muove" perché delle forze agiscono sulla materia, componente unica della realtà. Viene descritto insomma come grazie alla conoscenza di alcuni fattori, come velocità e posizione, si possa prevedere la posizione futura della particella che si sta studiando.
Parte seconda: Decadenza dell'interpretazione meccanicistica
In questa parte viene descritta la teoria dietro all'elettromagnetismo e alla termodinamica. Ancora si cerca di adattare l'idea meccanicistica all'ambito di studio, ma ci si comincia a rendere conto che sorgono alcuni problemi, soprattutto con lo studio della luce. Siccome essa si propaga anche nel vuoto, non si può trattare di un'onda, visto che per propagarsi essa avrebbe bisogno di materia. L'onda non è altro che un cambiamento di stato della materia. Il suono si propaga perché c'è aria che vibra, nel vuoto non c'è suono. Molti esperimenti però dimostrano che la luce deve essere simile ad un'onda, altrimenti alcuni suoi comportamenti non si potrebbero spiegare. (Non entro nei dettagli perché la questione diventerebbe abbastanza intricata.) Si inventa dunque l'etere, ma anche in questo caso la sua definizione risulta macchinosa e non ben definita. La concezione meccanicistica entra così in crisi.
Parte terza: Campo, Relatività
Viene introdotto il concetto di campo, che esercita delle forze sulle particelle.Tutto quello di cui si è già parlato prima viene riletto introducendo il campo (descritto nel mio articolo di dicembre 2009).Si arriva infine alla teoria della relatività. Non vorrei inoltrarmi oltre in quest'ambito se non per due punti importanti. Il primo è che secondo la relatività, due sistemi di riferimento in moto uno rispetto all'altro a velocità prossime a quelle delle luce possono avere "tempi" diversi. Infatti se collochiamo due orologi nei due sistemi, noteremo che il tempo segnato dai due è diverso una volta che i due sistemi sono in movimento, nonostante i due cronometri siano stati precedentemente sincronizzati. Questo aspetto ci riconduce all'articolo precedente in cui Lee Smolin decretava che lo scorrere del tempo è uguale per ogni punto dell'universo, sia esso in moto o no. Non so dire chi abbia ragione, ma la cosa si fa interessante. Il secondo punto è la massa-energia, che lega appunto massa ed energia ad un unica "sostanza". Secondo questa teoria la massa è un condensato altissimo di energia, e l'energia è una minima parte della massa. Sostanzialmente un corpo caldo pesa di più di quando è freddo, ma la variazione di peso è infinitesimale. Lo stesso vale per un corpo in moto rispetto al suo stato di quiete.
Parte quarta: Quanti
Di questo ultima parte vorrei anticipare il minimo possibile. Dico solo che l'idea di conoscere posizione, velocità e traiettoria future grazie a dati conosciuti decade definitivamente. In questo caso o si conosce la posizione o la velocità o la traiettoria, ma mai tutte insieme. Inoltre più che la posizione precisa si conosce la posizione probabile. Stessa cosa per velocità e traiettoria. (Si sta parlando di particelle elementari in moto.)
So di essere stato poco profondo nell'esposizione, ma quello che Einstein e Infeld hanno sintetizzato in 273 pagine, non credo di essere in grado di riprodurre in due. Invito quindi chiunque fosse interessato a leggere il libro e a continuare ad informarsi su questa bellissima materia. Il Titolo è "L'evoluzione della fisica" e merita davvero una lettura.
Come promesso nello scorso articolo ho letto il libro di Einstein ed Infeld. Devo dire che prima di iniziarlo pensavo sarebbe stato il solito libro sulla fisica, spiegato in modo chiaro, ma forse non molto semplice, visto l'importanza dell'argomento. Fattore inoltre poco invitante alla lettura erano le formule matematiche che vi sarebbero dovute comparire. La fisica è una scienza esatta e come tale ogni risultato di qualsiasi esperimento deve essere approssimato da una funzione matematica. Bene, ora che ho finito la lettura posso rassicurare chiunque voglia leggere questo fantastico volume sulla fisica: la comprensione di ciò che viene spiegato non è affatto impossibile e di formule matematiche non c'è neanche l'ombra. Già nella prefazione gli autori assicurano di non voler far uso della matematica e di avere come unico scopo quello di rendere più chiari alcuni aspetti della fisica ancora oscuri a molti. L'unico requisito che il lettore deve avere, proseguono i due fisici nella prefazione, è quello di possedere buona volontà e di essere disposto a comprendere i ragionamenti fatti nei vari capitoli.
Il libro è suddiviso in quattro parti:
Parte Prima:L'ascesa dell'interpretazione meccanicistica
Il libro si apre paragonando la fisica ad un romanzo giallo perfetto, in cui non si può saltare alle ultime pagine per scoprire chi è l'assassino. La ricerca del fisico si basa su supposizioni e sulla ricerca di prove a favore di queste. Dunque la prima cosa da fare è osservare e interpretare. Grazie a questo processo si giunge al primo indizio, a partire dal quale si costruirà una teoria. Nota bene, l'indizio non sempre porta alla teoria giusta solo perché è stato scoperto.
Dopo questa prima introduzione vengono presentati i vettori, il concetto di moto, la massa, grandezza fisica lasciata in disparte per molto tempo. Grazie a questi concetti si poté enunciare la teoria meccanicistica della realtà, ovvero che il mondo si "muove" perché delle forze agiscono sulla materia, componente unica della realtà. Viene descritto insomma come grazie alla conoscenza di alcuni fattori, come velocità e posizione, si possa prevedere la posizione futura della particella che si sta studiando.
Parte seconda: Decadenza dell'interpretazione meccanicistica
In questa parte viene descritta la teoria dietro all'elettromagnetismo e alla termodinamica. Ancora si cerca di adattare l'idea meccanicistica all'ambito di studio, ma ci si comincia a rendere conto che sorgono alcuni problemi, soprattutto con lo studio della luce. Siccome essa si propaga anche nel vuoto, non si può trattare di un'onda, visto che per propagarsi essa avrebbe bisogno di materia. L'onda non è altro che un cambiamento di stato della materia. Il suono si propaga perché c'è aria che vibra, nel vuoto non c'è suono. Molti esperimenti però dimostrano che la luce deve essere simile ad un'onda, altrimenti alcuni suoi comportamenti non si potrebbero spiegare. (Non entro nei dettagli perché la questione diventerebbe abbastanza intricata.) Si inventa dunque l'etere, ma anche in questo caso la sua definizione risulta macchinosa e non ben definita. La concezione meccanicistica entra così in crisi.
Parte terza: Campo, Relatività
Viene introdotto il concetto di campo, che esercita delle forze sulle particelle.Tutto quello di cui si è già parlato prima viene riletto introducendo il campo (descritto nel mio articolo di dicembre 2009).Si arriva infine alla teoria della relatività. Non vorrei inoltrarmi oltre in quest'ambito se non per due punti importanti. Il primo è che secondo la relatività, due sistemi di riferimento in moto uno rispetto all'altro a velocità prossime a quelle delle luce possono avere "tempi" diversi. Infatti se collochiamo due orologi nei due sistemi, noteremo che il tempo segnato dai due è diverso una volta che i due sistemi sono in movimento, nonostante i due cronometri siano stati precedentemente sincronizzati. Questo aspetto ci riconduce all'articolo precedente in cui Lee Smolin decretava che lo scorrere del tempo è uguale per ogni punto dell'universo, sia esso in moto o no. Non so dire chi abbia ragione, ma la cosa si fa interessante. Il secondo punto è la massa-energia, che lega appunto massa ed energia ad un unica "sostanza". Secondo questa teoria la massa è un condensato altissimo di energia, e l'energia è una minima parte della massa. Sostanzialmente un corpo caldo pesa di più di quando è freddo, ma la variazione di peso è infinitesimale. Lo stesso vale per un corpo in moto rispetto al suo stato di quiete.
Parte quarta: Quanti
Di questo ultima parte vorrei anticipare il minimo possibile. Dico solo che l'idea di conoscere posizione, velocità e traiettoria future grazie a dati conosciuti decade definitivamente. In questo caso o si conosce la posizione o la velocità o la traiettoria, ma mai tutte insieme. Inoltre più che la posizione precisa si conosce la posizione probabile. Stessa cosa per velocità e traiettoria. (Si sta parlando di particelle elementari in moto.)
So di essere stato poco profondo nell'esposizione, ma quello che Einstein e Infeld hanno sintetizzato in 273 pagine, non credo di essere in grado di riprodurre in due. Invito quindi chiunque fosse interessato a leggere il libro e a continuare ad informarsi su questa bellissima materia. Il Titolo è "L'evoluzione della fisica" e merita davvero una lettura.
6 commenti:
Direi che te la sei cavata benissimo anche con due pagine! Per quel che mi riguarda, avrei due domande da farti:
1) potresti spiegarmi meglio cosa vuol dire "due sistemi di riferimento in moto uno rispetto all'altro"? Significa che uno dei due sta fermo, o quanto meno va più piano?
2) com'è possibile fare l'esperimento dei cronometri se non siamo in grado di produrre sistemi di riferimento che vadano alla velocità della luce su cui collocarli?
Devo dire che la presentazione che hai fatto, mi ha lasciato molto stupito, mi è difficile immaginare di riuscire a capire la scienza, senza formule, ma attraverso un percorso discorsivo. Devo vedere se ho a casa il libro, una lettura del genere mi tenta.
Due sistemi di riferimento uno in moto rispetto all'altro significa che tenendo fisso uno dei due, l'altro si muove. Possono essere entrambi in moto o uno può essere fermo assolutamente, non fa differenza. Come esempio si può citare il treno in movimento rispetto al sistema Terra. Se sei sulla terra si muove il treno, se sei sul treno si muove la Terra, ma uno dei due è sempre in moto rispetto all'altro. Inoltre se tu fossi sul sole si muoverebbero entrambi.
Per quanto riguarda i cronometri, è una congettura dovuta al fatto che la velocità della luce resta costante in tutti i sistemi di riferimento e quindi qualcosa deve compensare la differenza di velocità fra i due sistemi.
Come sistema di riferimento si può prendere anche una particella, quella riusciamo a "spararla" a velocità prossime alla luce. Ovvio fissare un cronometro su un protone è un po' difficile...
Ok penso di aver capito...sai forse se c'è qualche esperimento dal quale si può dedurre questa variazione dello scorrere del tempo?
Nel libro non fanno riferimento a esperimenti specifici, posso provare ad informarmi però
Ok, sono proprio curioso :P...io vedrò se il fisico di famiglia ci dà qualche ulteriore dritta ;)
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