Tra sottosuolo e sole

(Non) si diventa ciò che (non) si è.

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“Il senso delle cose” (Richard P. Feynman)

Il senso delle cose

“Il sogno dell’umanità è trovare il canale giusto. Qual è il significato di tutto quanto? Cosa possiamo dire, oggi, intorno al mistero dell’esistenza? Se teniamo conto di tutto, non solo di quanto sapevano gli antichi, ma anche di quello che loro ignoravano e noi abbiamo scoperto, allora credo che l’unica risposta onesta sia: nulla. Ma credo anche che con questa ammissione abbiamo probabilmente fatto un passo nella direzione giusta.

Ammettere di non sapere, e mantenere sempre l’atteggiamento di chi non sa quale direzione è necessario prendere, ci dà modo di variare, di riflettere, di scoprire cose nuove e di avanzare nella conoscenza di noi stessi, per riuscire a fare quello che veramente vogliamo, anche quando non sappiamo cosa vogliamo.

Guardando indietro, si ha l’impressione che i periodi peggiori della nostra storia siano quelli in cui era più forte la presenza di persone che credevano in qualcosa con fede cieca e dogmatismo assoluto, prendendosi tanto sul serio da pretendere che il mondo intero la pensasse come loro. E poi facevano cose espressamente in contrasto con i loro stessi princìpi al fine di dimostrare la verità della propria dottrina.

Come ho già detto in precedenza, e qui lo ribadisco, l’unica speranza per un progresso dell’umanità in una direzione che non ci porti in un vicolo cieco (come già tante volte è successo in passato) risiede nell’ammissione dell’ignoranza e dell’incertezza. Io dico che non sappiamo quale sia il significato della vita e quali i giusti valori morali, e non abbiamo modo di sceglierli.”

(Richard P. Feynman, “Il senso delle cose”, ed. Adelphi)

“Il senso delle cose” è la trascrizione di un ciclo di tre conferenze tenute da Richard P. Feynman, già presente in questo blog con “Sei pezzi facili”, “Sei pezzi meno facili” e “QED, la strana teoria della luce e della materia”. A differenza dei citati titoli, che nonostante il loro intento divulgativo richiedono comunque un certo interesse per la materia (la fisica), “Il senso delle cose” risulta leggibile e gradevole Continua a leggere…

“La strada che porta alla realtà” (Roger Penrose)

Penrose

“Nel ventesimo secolo ci sono state due rivoluzioni fondamentali nel pensiero scientifico e, a mio parere, la relatività generale è stata una rivoluzione impressionante quanto la meccanica quantistica (o la teoria quantistica dei campi). Tuttavia, questi due grandi schemi del mondo sono basati su principi che contrastano tra loro. La prospettiva usuale, riguardo al proposto matrimonio tra queste teorie, è che una di esse, e precisamente la relatività generale, debba sottomettersi al volere dell’altra. Sembra opinione comune che le regole della teoria quantistica dei campi siano immutabili e che sia la teoria di Einstein quella che deve piegarsi per adattarsi allo stampo quantistico standard. Pochi suggerirebbero di modificare le stesse regole quantistiche per assicurare un matrimonio armonioso. In verità, lo stesso nome “gravità quantistica”, normalmente assegnato a questa unione proposta, è un’implicita indicazione del fatto che si tratta di una teoria quantistica standard (di campo) quella che viene cercata. Io affermo però che esistono prove osservative in base alle quali il punto di vista della Natura su tale questione è molto diverso!”

(Roger Penrose, “La strada che porta alla realtà”, ed. Bur Rizzoli)

Alcuni mesi fa, alla ricerca di testi divulgativi che mi potessero introdurre ai concetti fondamentali della fisica, e in speciale modo della meccanica quantistica, m’imbattei in “La strada che porta alla realtà” di Roger Penrose. Ricordo che lo vidi su uno scaffale in libreria, lo presi in mano, lessi la presentazione, sfogliai un po’ il poderoso volume e decisi che potevo spendere quelle € 14,90 nella fondata speranza di ricavarne qualcosa di utile. Guardando l’indice e la mole (oltre 1200 pagine) mi ero reso conto di trovarmi di fronte a un progetto ambizioso, cioè, citando dal libro stesso, “rendere accessibili e intriganti i segreti dell’universo, permettendoci di contemplare in un quadro unitario gli elementi che regolano il delicatissimo equilibrio della nostra esistenza”. In altre parole, Penrose, in quest’opera monumentale, ci presenta tutte le principali tappe evolutive della fisica e della matematica. Fin qui le sensazioni iniziali.

Passato dalla contemplazione attiva dell’acquirente alla successiva fase di lettura, mi resi conto, dopo i primi sette – otto capitoli, che l’impresa, per me, era ardua. Riassumendo, posso dire che, giunto a pagina 700 su circa 1200, ne avevo intese al massimo un terzo, saltando spesso interi paragrafi o addirittura capitoli, quando mi accorgevo che non stavo comprendendo nulla. A un certo punto, Continua a leggere…

“Il linguaggio della matematica” (Keith Devlin) + “Postilla” di Dostoevskij.

devlin

“Oggi viviamo in una società tecnologica. Sono sempre più rari i luoghi sulla faccia della Terra in cui, lasciando spaziare lo sguardo, non si vedano prodotti della nostra tecnologia: grattacieli, ponti, pali elettrici, cavi telefonici, macchine, aerei. Una volta la comunicazione richiedeva vicinanza fisica, oggi quasi tutte le comunicazioni sono mediate dalla matematica, trasmesse in forma digitale su cavi o fibre ottiche, o attraverso l’etere. I calcolatori (macchine basate sulla matematica) non solo sono sulle nostre scrivanie, sono dappertutto, dai forni a microonde alle automobili, dai giocattoli per bambini ai pacemaker per malati di cuore. La matematica (sotto forma di statistica) viene usata per decidere quali cibi ci nutriremo, quali prodotti compreremo, quali programmi vedremo alla televisione, e quali tra i politici potremo scegliere. Così come nell’era industriale il carburante fossile faceva funzionare le macchine, e quindi la società, oggi, nell’era dell’informazione, il carburane principale della società è la matematica.

Eppure, a mano a mano che il ruolo della matematica è diventato più importante negli ultimi cinquant’anni, si è anche sempre più nascosto alla vista, formando un universo invisibile che sostiene quasi tutta la nostra vita. Così come ogni azione è governata dalle forze invisibili della natura (come la gravità), ora viviamo nell’invisibile universo creato dalla matematica, soggetto a leggi matematiche invisibili.

Questo libro vi guiderà in una visita a quell’universo invisibile e vi mostrerà come si usa la matematica per vedere alcune delle sue strutture. Alcune delle cose che vedrete durante questa visita saranno strane e poco familiari, come durante una gita in un Paese lontano. Ma, nonostante la sua stranezza, questo non è un universo distante: è l’universo in cui viviamo”.

(Keith Devlin, “Il linguaggio della matematica. Rendere visibile l’invisibile”, ed. Bollati Beringhieri)

“Il linguaggio della matematica” non è un libro di matematica, ma sulla matematica. L’autore si propone di mostrarci come la matematica non è solo lo studio dei numeri, come si potrebbe essere portati a pensare sulla base delle nozioni apprese alle scuole medie, bensì come rappresenti la scienza che approfondisce gli schemi e le strutture che sono attorno a noi, a tutti i livelli, dal microscopico al macroscopico. Per Devlin la matematica rende visibile l’invisibile, Continua a leggere…

“Salti quantici” (Jeremy Bernstein)

salti quantici

“Da allora le cose sono cambiate. L’ultima volta che ho cercato in rete quantum theory, Google ha fornito più di nove milioni e mezzo di voci, e queste sicuramente includevano poeti e storici, nonché critici cinematografici e monaci buddhisti. Per ricostruire che cosa è accaduto in questi cinquant’anni e passa ci vorrebbe uno studioso serio di storia della cultura, e io non lo sono. Ho vissuto questa trasformazione in prima persona, ma, pur avendo qualche teoria personale in merito, non saprei dire esattamente quando è avvenuta. Tuttavia sono sicuro che è avvenuta non perché sempre più persone apprendevano la teoria quantistica, ma perché sempre più persone venivano a sapere della teoria quantistica, e in particolare della sua interpretazione e dei suoi fondamenti”.

(Jeremy Bernstein, “Salti quantici”, ed. Adelphi)

Se avessi letto questo libro tre mesi fa, sarei rimasto insoddisfatto per ragioni che possono apparire contraddittorie tra loro, perché “Salti quantici” non è né il classico libro divulgativo che si propone di riassumere al lettore secoli di teorie fisiche né un testo specialistico che affronta uno specifico argomento, magari con nozioni tecniche e notazioni matematiche di difficile comprensione. Avendolo letto oggi, dopo aver affrontato altri autori, spesso con opinioni difformi l’uno dall’altro, mi ha consentito, invece, di apprezzarne la struttura particolare, richiamata dal titolo stesso. Al momento appartengo (e credo che resterò a lungo in questa condizione) tra coloro che sono venuti a conoscenza della meccanica quantistica e non tra coloro che l’hanno compresa, ma a mia parziale consolazione c’è l’idea, espressa anche da Bernstein, Continua a leggere…

“Sei pezzi facili” (Richard P. Feynman)

Feynman

“Se in qualche cataclisma andassero perdute tutte le conoscenze scientifiche, e una sola frase potesse essere tramandata alle generazioni successive, quale enunciato conterrebbe la maggiore informazione nel minor numero di parole? Io credo si tratti dell’ipotesi atomica (o fatto atomico, se preferite), cioè che tutte le cose sono fatte di atomi, piccole particelle in perpetuo movimento che si attraggono a breve distanza, ma si respingono se pressate l’una contro l’altra. In questa frase, come vedremo, c’è una quantità enorme di informazione su com’è fatto il mondo; basta usare un po’ di fantasia e di ragionamento.”

(Richard Feynman, “Sei pezzi facili”, ed. Adelphi)

“Sei pezzi facili” è la raccolta di alcune lezioni di fisica che Richard Feynman, Premio Nobel per la fisica nel 1965, tenne presso il Caltech (California Institute of Technology) nel biennio 1961 – 1962, rivolte agli studenti del primo e secondo anno di corso, riviste e limate in vista della pubblicazione. Il titolo scelto per presentarle al lettore e la stessa platea originaria fanno comprendere che non si tratta di scritti insormontabili per chiunque non abbia un po’ di curiosità e di volontà. Per quanto mi riguarda, devo ammettere che solo due mesi fa molti passaggi del libro, per quanto definiti “facili” dall’autore, mi sarebbero parsi piuttosto ardui; adesso, però, che ho letto già altri testi sugli argomenti trattati, che mi hanno almeno rinfrescato le nozioni basilari della fisica, questa lettura è risultata molto piacevole e sono curioso di affrontare “Sei pezzi meno facili”, che ho già provveduto a reperire e che dovrebbe essere meno alla mia portata.

Feynman spiega che le prime tre parti del libro sono dedicate ad argomenti di carattere più generale e da parte mia confermo che sono molto intuitive e per nulla ostiche. Nel primo capitolo Continua a leggere…

“Il bizzarro mondo dei quanti” (Silvia Arroyo Camejo)

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Devo confessare che, dopo aver letto qualche pagina di questo libro, mi è venuto il sospetto che l’autrice dello stesso non possa essere colei che risulta dalla prima di copertina, cioè Silvia Arroyo Camejo. Il dubbio era dovuto al fatto che la stessa non ha ancora compiuto trent’anni e all’inizio della stesura dell’opera ne aveva appena diciassette. Poi ho pensato ai tanti geni precoci in altri ambiti dello scibile umano e ho continuato a leggere questo saggio sulla fisica quantistica, che l’autrice scrisse sviluppando gli appunti che aveva preso nel corso degli anni, da quando si era appassionata alla fisica e in particolare alla meccanica quantistica. In un passaggio della prefazione la giovane fisica (ho appurato che negli anni seguenti ha conseguito una Laurea specialistica in Fisica) specifica che fu spinta a scrivere un saggio del genere anche in considerazione della “divaricazione tra la letteratura scientifica divulgativa che evita accuratamente ogni formula matematica ed è accessibile a tutti, e la letteratura specialistica, nella quale, quasi in ogni pagina, si incontrano svariati integrali ed equazioni differenziali”, cosa che anche per lei, all’inizio dei suoi studi, costituì un grosso problema.

“Il bizzarro mondo dei quanti” è un libro che consiglio a chi, come me, sta muovendo i primi passi nell’affascinante mondo delle particelle, perché la Camejo riesce a coniugare professionalità nell’esposizione e chiarezza, affrontando i principali argomenti che caratterizzano il mondo quantistico. Partendo dai concetti di luce e materia, l’autrice ci guida alle più recenti teorie che ricercano la gravità quantistica, passando per l’elettromagnetismo, il principio di indeterminazione, il dibattito tra Bohr e Einstein, l’equazione di Schrödinger e tanti altri argomenti che fino a qualche settimana fa per me costituivano un mondo parallelo al mio, nel quale sto lentamente gettandomi anche grazie a letture di questo genere. Certamente non si tratta di un testo per persone già ferrate o specializzate nella materia, che potrebbero trovarlo una mera esposizione di dottrine altrui; per chi, invece, vuole essere accompagnato con dolcezza in mezzo agli elettroni, ai protoni e ai neutroni, questa lettura può essere un grande aiuto, perché non è “pesante” e fornisce ottimi spunti da approfondire. Nel mio caso, mi ha aiutato a comprendere tanti aspetti del mondo quantistico che nelle precedenti letture fatte mi erano parsi più oscuri, vuoi perché ero ancora più a digiuno della materia di quanto non sia adesso, vuoi perché gli autori davano per presupposte determinate conoscenze che invece tali non sono.

“Bohm. La fisica dell’infinito” (Massimo Teodorani)

Bohm

Nel mio ondivago vagare alla scoperta delle teorie, più o meno recenti, espresse dai fisici sul mondo che c’è dato conoscere e su quello che abbiamo ancora da scoprire, dopo aver conosciuto la teoria delle stringhe, i suoi sostenitori e anche i suoi “oppositori”, stavolta mi sono imbattuto in un pensatore considerato, dalla maggior parte dei fisici, una sorta di eretico o al più un filosofo metafisico che non un fisico in senso stretto, cioè David Bohm. L’occasione mi è stata data dalla lettura di “Bohm. La fisica dell’infinto” di Massimo Teodorani, che è una presentazione delle principali teorie propugnate da Bohm nel corso della sua esistenza, caratterizzata da un approccio interdisciplinare e dal tentativo di reintrodurre una concezione deterministica nella meccanica quantistica, superando così la concezione “probabilistica” derivante dal principio di indeterminazione di Heisenberg circa il comportamento delle particelle subatomiche. Continua a leggere…

“L’universo senza stringhe” (Lee Smolin)

Smolin

“Poiché la teoria delle stringhe è un’impresa ad alto rischio – non sostenuta da dati sperimentali, seppur ampiamente appoggiata dalla comunità accademica e scientifica – la storia può finire solo in due modi. Se la teoria si rivelerà corretta, gli stringhisti si dimostreranno i maggiori eroi della storia della scienza, per aver scoperto, partendo da una manciata di indizi – nessuno dei quali ha un’interpretazione univoca – che la realtà è molto più estesa di quanto ci si immaginasse. Colombo scoprì un nuovo continente sconosciuto al re e alla regina di Spagna (così come i reali di Spagna erano sconosciuti agli abitanti del Nuovo Mondo); Galileo scoprì nuove stelle e lune e in seguito altri astronomi scoprirono i pianeti. Questi successi sembrerebbero inezie al confronto della scoperta di nuove dimensioni. Inoltre, molti stringhisti sono convinti che la miriade di mondi descritti dalle innumerevoli teorie delle stringhe esista realmente – come altri universi per noi impossibili da osservare direttamente. Se hanno ragione, la fetta di realtà che vediamo è molto più piccola della porzione di pianeta che aveva modo di osservare un gruppo di cavernicoli. Nella storia dell’umanità nessuno ha mai formulato ipotesi corrette ampliando di tanto il mondo conosciuto.

D’altro canto, però, se gli stringhisti si sbagliano, non si possono sbagliare di poco. Se le nuove dimensioni e simmetrie non esistono, gli stringhisti entreranno nel novero degli scienziati che più hanno fallito, come chi continuò a lavorare sugli epicicli tolemaici mentre Keplero e Galileo procedevano a passo spedito. La loro storia insegnerà come non fare scienza, come non lasciare che una congettura teorica oltrepassi i limiti di ciò che è possibile sostenere in base ad argomenti razionali tanto da perdersi in fantasie”.

(Lee Smolin, “L’universo senza stringhe”, ed. Einaudi, 2006)

Dopo aver letto “La trama del cosmo” di Brian Greene, sul quale ho scritto un articolo alcuni giorni fa, ho voluto approfondire la questione e “dare la parola” a un altro fisico, Lee Smolin, che sostiene tesi divergenti da quelle di Greene circa la cosiddetta “teoria delle stringhe”, della quale quest’ultimo è uno dei fautori nonché maggiori divulgatori. Rispetto al libro di Greene, a prescindere dalle tesi sostenute, ho trovato questo testo di Smolin meno divulgativo, quindi richiedente, da parte del lettore non esperto di fisica, un maggior grado di conoscenza pregressa, come dimostra il fatto stesso che leggendolo ho avuto più difficoltà di apprendimento rispetto a quanto capitato con quello di Greene, che tra l’altro affrontavo in condizioni di impreparazione di base ancora più gravi di quanto non siano le attuali. Il mio consiglio agli eventuali curiosi è, quindi, di leggere prima quello di Greene e poi questo, o comunque di affrontare il libro di Smolin con una certa infarinatura dei concetti della materia. Detto ciò, va detto che anche questo testo ha intento divulgativo, non sono presenti formule matematiche o dimostrazioni particolarmente cervellotiche.

Il titolo originale del libro, “The Trouble with Physics. The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next”, forse rende più l’idea circa il contenuto del volume. Smolin, infatti, inizia sostenendo che ci sono cinque grandi problemi insoluti della fisica, cioè: 1. il problema della “gravità quantistica”, cioè come combinare in un’unica teoria del tutto la teoria della relatività generale e le leggi della meccanica quantistica; 2. il problema fondazionale della quantistica; 3. determinare se le varie particelle costituiscano o meno la manifestazione di un’unica entità fondamentale; 4. spiegare come sono stai scelti i parametri del modello standard della quantistica; 5. spiegare la materia e l’energia oscura dell’universo, se esistono, o in caso contrario perché la gravità si modifica a grandi scale. Dopo aver riepilogato, nei primi capitoli, i più grandi sconvolgimenti della fisica, da Newton, a Einstein, alla quantistica, Smolin si sofferma sugli albori e la successiva ascesa dalla teoria delle stringhe come possibile risposta a questi interrogativi, spiegando perché, a suo dire, la predominanza assoluta di questa teoria costituisca, a prescindere dalla preparazione dei singoli studiosi della stessa, una sconfitta per la scienza. L’autore evidenzia a più riprese come egli stesso abbia, in passato, avuto molta fiducia nella teoria delle stringhe e abbia per anni dedicato la sua attività a svilupparla, salvo poi rendersi conto che la teoria delle stringhe non ha prodotto, in ormai decenni dalla sua prima formulazione, risultati che siano tali da giustificare l’attuale preminenza e gli investimenti volti a svilupparla. Ovviamente qui non mi è possibile (né sarei in gradi di farlo) sintetizzare le motivazioni e le sfumature del giudizio di Smolin, il quale non nega alla teoria un possibile sbocco, come testimonia l’estratto che ho riportato a inizio articolo, ma stigmatizza la messa al bando di altre teorie a suo parere altrettanto meritevoli d’interesse e, oltre alla teoria in sé, attacca l’atteggiamento a suo dire presuntuoso di molti appartenenti alla “comunità degli stringhisti”, spesso sprezzanti e troppo ottimisti circa teorie che a dire di Smolin mancano di controprove sperimentali. Gli ultimi capitoli del libro sono molto interessanti, di carattere più generale, sul ruolo della scienza nella società, sul funzionamento del sistema di reclutamento dei ricercatori nelle università e l’assegnazione dei fondi, a suo dire troppo sbilanciata verso le teorie di volta in volta dominanti. Non manca una sezione dedicata a spunti, idee e teorie alternative a quella delle stringhe, con un breve profilo di alcuni studiosi di tali teorie.

In conclusione, devo dire che da questa duplice lettura (Greene e Smolin, quindi “pro-stringhe” e “anti-stringhe”) sono uscito, al netto di qualche sbandamento del mio cervello dovuto a nozioni che non masticavo quotidianamente, con la curiosità di approfondire argomenti simili con letture ancora più aggiornate, video e quant’altro. Circa quanto potrò capirne, non so, ma per ora sono contento di sapere che “bosone” non è un insulto, poi si vedrà.

Qui sotto, un intervista a Smolin che ho trovato su youtube, circa questi argomenti. Purtroppo l’ho trovata solo in inglese e l’ho potuta comprendere (ammetto) solo perché ho letto il libro e attivato i sottotitoli.

“La trama del cosmo. Spazio, tempo, realtà” (Brian Greene)

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“Immaginate un universo in cui per comprendere l’origine di un fenomeno fosse necessario comprendere anche tutto il resto; un universo in cui per capire perché un pianeta orbita attorno a una stella, perché una palla lanciata in cielo segue una certa traiettoria, come funziona un magnete o una batteria, quali meccanismi regolano la luce o la gravità, o mille altre cose ancora, si dovessero prima sviscerare le leggi fondamentali del cosmo e determinare come esse agiscono sui costituenti elementari della materia. Per fortuna questo universo non è il nostro.

In caso contrario, la scienza non avrebbe avuto ragione di esistere. Se siamo riusciti a fare qualche scoperta nel corso dei secoli è perché abbiamo potuto avanzare un passo alla volta, svelare un mistero dopo l’altro e ogni volta basarci sui risultati precedenti. Newton non sapeva nulla degli atomi, ma ciò non gli ha impedito di avere le sue fondamentali intuizioni sulla natura del moto e della gravità. A Maxwell non è servito conoscere gli elettroni e le altre particelle per formulare la sua teoria onnicomprensiva dell’elettromagnetismo. Einstein non ha dovuto capire come fosse nato lo spaziotempo per poter stabilire il suo ruolo nella trasmissione della forza gravitazionale. Tutte queste scoperte, e molte altre che stanno alla base della nostra attuale concezione dell’universo, si sono originate in un contesto molto limitato in cui non ci si è fatto scrupolo alcuno a evitare di rispondere a molte altre domande. Ogni nuova teoria era un pezzo di un grande puzzle, anche se non si sapeva (e non si sa ancora) quale immagine sarebbe apparsa alla fine.”

(Brian Greene, “La trama del cosmo. Lo spazio, il tempo, la realtà”, ed. Einaudi, 2006)

In un celebre aforisma Kafka scriveva, più o meno, che “un libro dev’essere come un’ascia che squarcia il mare ghiacciato che è dentro di noi”, e in effetti i romanzi o i testi filosofici che più ammiro, ricordo, rileggo, sono proprio quelli che mi hanno procurato anche una sensazione simile. Come già anticipato in qualche articolo della scorsa settimana, negli ultimi tempi sto andando alla riscoperta, sebbene da profano della materia, del lato più propriamente fisico della faccenda (=mondo) e non solo mi ritrovo a pensare a quel “mare ghiacciato” in termini di atomi, molecole ed entropia, ma mi accade anche di vedere le pagine che ho sotto gli occhi come una sorta di formicaio brulicante di particelle-onde, oltre che come una metaforica (e meno male!) ascia.

Ho finito di leggere “La trama del cosmo” di Brian Greene Continua a leggere…

L’Universo elegante.

“Per quanto ci si provi, è impossibile insegnare fisica a un cane”.
Io, sperando di avere un grado di apprendimento decente, mi sono rivisto questo video presentato dal fisico Brian Greene, che spazia da Newton alla “teorie delle stringhe”, passando per Einstein.
Definirlo “divertente” mi sembra offensivo, ma comunque è molto godibile, nonché interessante.
Dopo averlo avvistato sullo scaffale della biblioteca, peraltro, mi sono preso pure il libro “La trama del cosmo”, sempre di Greene. Accanto allo stesso c’era anche un altro libro sul tema, nel quale si “contestano” proprio certe tesi di Greebe. In ogni caso, una cosa alla volta.
Confesso, infine, nel consigliarvi queso video divulgativo, che faccio tutto ciò per trovare le giuste coordinate spazio-temporali dove gettare definitivamente il mio cervello.

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