Sei pezzi facili

“Sei pezzi facili” contiene 6 lezioni del famigerato corso Lectures on Phisics che Feynam tenne per gli studenti dei primi anni al Caltech tra il 1961 e il 1963. Questi sei estratti tra le sue lezioni piu’ semplici non fanno che confermare la fama di pessimo didatta di Feynman, unitamente alla sua incredibile comprensione dei fenomeni fisici e alla sua capacita’ di esaminarli nella loro interezza.

Non faccio infatti fatica a immaginarmi lo smarrimento dello studente quando alla fine della lezione sulla “Fisica di base” Feynman gli spiattella l’organigramma delle particelle elementari, cosi’ come conosciuto in quegli anni, o quando nel capitolo su “La relazione tra la fisica e le altre scienze” discute del ciclo di Krebs o delle eliche del DNA. O il loro disorientamento per la medesima lezione in cui si salta fin troppo arditamente dalla biologia, alla geologia, alla psicologia. Una classica lezione alla fine della quale lo studente medio si chiede cosa avesse voluto dire il professore.

Inoltre a distanza di cinquant’anni queste lezioni risultano tuttavia per certi versi sorpassate, almeno quanto a contenuti, anche se per altri mostrano la loro assoluta classicità come per esempio quella su “La teoria della gravitazione”, a mio parere la migliore del sestetto per impostazione didattica.

Tuttavia tra le citazioni inevitabilmente datate che rendono le lezioni tutto sommato inutili agli addetti ai lavori e le loro vertigini che le rendono inadatte allo studente neofita, rimane poco di effettivamente godibile di questo manuale che rimane intrappolato nei suoi troppi anni.

La vita di Galileo Galilei

La “Vita di Gaileo Galilei” e’ innanzitutto un testo piacevolmente complesso, con una prosa articolata che solo qua e la’ pecca di un lirismo ottocentesco che si vede essere nelle corde dell’autore, Antonio Banfi. E questa tutto sommato la sua unica pecca. Per il resto inquadra magistralmente la vita di Galileo nel suo periodo storico, coglie perfettamente la novità del pensiero scientifico galileiano in contrapposizione allo spirito della Controriforma con cui si scontra. Laddove Galileo vede l’esperienza, e la sua interpretazione, come fondamento del sapere scientifico i suoi oppositori sono in grado di rispondergli solo tramite l’autorità dei libri, siano essi i tomi di Aristotele o i Testi Sacri, comunque solo rivendicando il principio di autorità sia esso filosofico e/o religioso. Tuttavia Galileo non comprende che postulando il diritto del pensiero alla libera speculazione scientifica non suscitava solo l’invidia dei mediocri, ma andava a colpire le fondamenta della Controriforma cattolica. E che nessuna mediazione e’ possibile con chi ritiene che la metafisica, qualunque essa sia, debba avere l’ultima parola sulla fisica.  Qui in fondo sta la tragedia di Galileo, l’essersi immolato senza aver pienamente compreso lo scontro epocale cui aveva dato inizio. E tuttavia la sua intuizione e’ stata cosi’ accecante, la sua organizzazione del metodo scientifico cosi’ chiara che nonostante tutto e’ sopravvissuto alla sua condanna e perfino alla sua tragica abiura.

Puo’ una teoria confutare un esperimento?

Qualche giorno fa Robert Cohen e Sheldon Glashow, non proprio gli ultimi arrivati, hanno pubblicato un articolo sulla questione dei neutrini supeluminali. In pratica hanno ipotizzato che, se i neutrini vanno piu’ veloci della luce, ci sarebbe una sorta di effetto Cherenkov anche per loro e che quindi dovrebbero perdere parte della loro energia quando arrivano al Gran Sasso partendo dal Cern. Poiche’ questo fenomeno non e’ osservato significa che non stanno andando piu’ veloci della luce.

Da un certo punto di vista non e’ una riflessione particolarmente originale, i due si muovono entro le ben conosciute tecniche e problematiche della Relativita’ e quindi tanto valeva, come acutamente commentano a pie’ dell’articolo riportato, ripubblicare l’articolo di Einstein del 1905.

Comunque anche la questione epistemologica si fa interessante a questo punto. Una teoria puo’ confutare i risultati di un esperimento? Lakatos probabilmente ci avrebbe sguazzato alla grande, cosi’ come Kuhn. Certo la questione e’ ancora agli inizi, mancano risultati che confermino il risultato di OPERA (o lo smentiscano), manca anche una teoria che possa minimamente interpretare il fenomeno, pero’ i pezzi grossi si stanno muovendo e qualora ci fosse qualche altra conferma ci sara’ da divertirsi un bel po’.

La storia che ti passa accanto…

Di Antonio Ereditato ho un ricordo curioso. Era il 1992 e io cominciavo a pensare alla tesi – particelle elementari, oscillazioni di neutrino – e Ereditato era da poco giunto nel gruppo che lavorava sulle particelle elementari, nella sezione INFN. Io mi ero gia’ indirizzato all’esperimento che la sezione aveva al Gran Sasso, Macro, mentre lui gravitava intorno al gruppo che lavorava al CERN. Insomma ci eravamo incrociati qualche volta, buongiorno/buonasera ma nulla piu’. Io l’avevo classificato sotto la voce “giovani rampanti”, era quasi l’unico che girava in giacca e cravatta in un ambiente molto informale come puo’ essere quello di un Dipartimento di Fisica e insomma era uno che stava li’, come tanti altri.

All’epoca il Dipartimento di Fisica a Napoli si trovava alla Mostra d’Oltremare, vicino ad Edenlandia e di fronte allo Zoo. Location quanto meno adatta visto che lo frequentavano alcuni elementi che non avrebbero sfigurato da nessuna delle due parti. Per giungere ai padiglioni degli sperimentali poi si doveva passare sotto un bosco di pini marittimi e in primavera c’era il rischio di prendersi qualche pigna in testa, letteralmente, pero’ c’era il profumo di resina, e gli aghi di pino e insomma era quanto piu’ simile avessimo a un campus americano. Un posto tranquillo, con un certo fascino decadente, perche’ le strutture erano quelle che erano.

Insomma c’erano state le elezioni del 92, quelle in cui per la prima volta si presento’ il PDS. Io all’epoca gia’ mi occupavo di politica, la cosa si sapeva e cosi’ quando quel giorno Ereditato mi incoccio’ all’inizio del vialetto che portava al padiglione degli sperimentali mi chiese a bruciapelo il risultato del PDS e io gli risposi il 16/17% e lui commento con un “Bene!” visibilmente soddisfatto. L’episodio mi confermo’ nell’idea che avevo su di lui e i nostri rapporti alla fine si esaurirono in questo curioso episodio che chissa’ perche’ mi porto dentro.

Io non so se i risultati di Opera, di cui Ereditato e’ lo spokesman, verranno confermati da altri esperimenti e se veramente porteranno a un superamento della relativita’ einsteiniana. Ho gia’ letto un paio di commenti che valutano opzioni che salverebbero capra e cavoli, e comunque prima di superare la relatività dovremmo avere una teoria pronta per soppiantarla, e non mi pare si sia in queste condizioni, a parte qualche vaga speculazione.

Pero’ insomma l’idea che la storia mi sia passata accanto, l’averla sfiorata senza averla afferrata mi ha messo un po’ di magone e ieri sera a mezzanotte sono andato a scartabellare nelle reliquie dell’università’, ovviamente non trovando ne’ la tesi ne’ il mio unico articolo pubblicato su una rivista scientifica.

Stamattina mi son connesso e sono andato a curiosare nella collaborazione di Opera e vi ho trovato qualche nome che conoscevo, poi alla fine ho trovato l’abstract del mio articolo, e no, purtroppo non ho cofirmato nessun articolo con un futuribile Premio Nobel.

Nel caso mi dovro’ accontentare di un grado 2.

L’ erede di Galileo. Vita breve e mirabile di Evangelista Torricelli

Questa agile biografia di Torricelli – opera di Fabio Toscano, già autore di una bella biografia di Landau – ci restituisce, in poco meno di 200 pagine, una figura a tutto tondo dello scienziato faentino, discepolo e successore di Galileo quale Matematico di corte a Firenze.

Abile matematico apprezzato anche oltralpe per i suoi risultati geometrici, in particolare il calcolo del volume finito di un solido iperboloide infinito, il Torricelli  si dimostra precursore anche del calcolo infinitesimale usando in maniera sopraffina la tecnica degli “indivisibili” del suo amico Cavalieri. Lucido divulgatore – e difensore – della fisica del moto galileiana si ritrova al centro di una rete di matematici e fisici che riconoscono in lui il successore di Galileo per profondità di pensiero e abilita’ tecnica, non solo in campo matematico ma anche come costruttore e ideatore di strumenti scientifici, come le lenti per telescopio, apprezzatissime e pagate a peso d’oro da committenti di tutta la penisola.

Sprezzante con gli stolti – feroci alcuni suoi giudizi sul Kircher – disponibile con gli amici e umile al cospetto dei grandi, il Torricelli esplicita tutte le sue capacita’ nella scoperta scientifica per cui e’ ancora conosciuto: quella della pressione atmosferica.
Il problema, ben conosciuto all’epoca, era quello legato alle pompe dell’acqua incapaci di pompare un colonna D’acqua più alta di 10,5 metri. La questione era intrecciata anche a quella dell’esistenza del vuoto, a seguito anche di alcuni esperimenti che a Roma andava facendo il Berti che aveva costruito quello che potremmo chiamare un mega barometro ad acqua alto più di 10 metri.

Tuttavia la fisica del fenomeno risultava ancora incompresa, tant’è che anche Galileo ne aveva data una spiegazione errata.

Torricelli invece comprende esattamente la fisica del fenomeno e costruisce il barometro a mercurio e lo testa in diverse condizioni.

Lo scienziato faentino ha quindi tutto per essere considerato un grande della scienza, non solo del seicento, tuttavia la sua figura rimane marginale. Perché ?
Sicuramente il fatto che sia morto giovane, dopo solo 5 anni dalla fine di Galileo, ci ha privati di un maggior numero di sue pubblicazioni e riflessioni, tuttavia anche in vita, accanto a un fittissimo epistolario da cui giustamente attinge a piene mani il Toscano, Torricelli pubblica un solo testo.

Il fatto e’ che la comunità scientifica italiana e’ ancora sconvolta dalla sorte di Galileo e il faentino preferirà muoversi con assoluta prudenza, evitando dispute accademiche – perfino sulla scoperta della pressione atmosferica ne scriverà solo in lettere agli amici per non essere coinvolto in polemiche con gli aristotelici negatori del vuoto – e non prendendo mai posizione pubblica sul copernicanesimo e , a parte una lettera giovanile al Galileo dove si professa discepolo suo e di Copernico, non abbiamo suoi scritti al proposito, sebbene si sappia per testimonianze indirette che fino alla fine dei suoi giorni scruto’ le stelle.
Perfino in punto di morte si raccomando’ la distruzione di alcuni suoi scritti in cui esprimeva giudizi sprezzanti su alcuni gesuiti – tra cui appunto il Kirchner. A questo si aggiunga infine la sfortunata sorte dei suoi scritti postumi, affidati prima al Cavalieri, che pero’ morirà un anno dopo, e poi al Ricci che pero’ rifiuto’ di lavorare alla loro pubblicazione.
Fatto sta che furono pubblicati solo a inizio settecento quando le sue idee risultavano già acquisiti dalla comunità scientifica dell’epoca.

La Musica di Pitagora

Galileo Galilei cosi’ scrive nel gennaio del 1611 a Giuliano dei Medici, a proposito delle fasi di Venere

“[…] Venere necessariisimamente si volge attorno al Sole, come anco Mercurio et tutti li altri pianeti, cosa ben creduta da i Pittagorici, Copernico, Kepler et me“

Basta questo per rendersi conto dell’influenza di Pitagora sulla nostra cultura, sulla nostra scienza. La sua folgorante intuizione che sia possibile descrivere oggettivamente il mondo tramite i numeri, ci arriva tramite la lezione di Platone e grazie a lui tramite una lunghissima catena di filosofi e naturalisti di cui Galilei e’ uno dei tanti, sebbene forse il piu’ illustre.

Le tre idee alla base del pitagorismo – un mondo descritto dal numero, l’unita’ di fondo del mondo medesimo , e la metempsicosi- le prime due sono alla base del mondo moderno, mentre la terza ancora aleggia nel nostro immaginario esoterico. Persino le sue suggestioni, come l’armonia delle sfere impregnano ancora l’immaginario scientifico moderno, alla ricerca di una Teoria del Tutto e capace di titolare riviste scientifiche con  “La colonna sonora dell’Universo”.

Eppure del filosofo di Samo sappiamo ben poco, e quel che sappiamo e’ frutto di notizie di  seconda o terza mano, a opera di suoi discepoli, veri o autonominatisi tali. L’autrice tenta quindi di ricomporre la figura di Pitagora tramite questi frammenti, che giungono fino ai giorni d’oggi, e, a mio parere, ci riesce parzialmente.

Tuttavia il testo vale un’accurata lettura perche’ gli spunti di riflessione sono tanti e profondi e alcune connessioni inattese.

La metodologia dei programmi di ricerca scientifici

In questa notevole – e non facile – raccolta di saggi Lakatos affronta il delicato problema del rapporto tra razionalità  e scoperta scientifica. E’ possibile una ricostruzione razionale dei processi che portano a una scoperta scientifica? E’ possibile definire una metodologia -ovviamente razionale e verificabile – che ci aiuti a dirimere ciò che e’ scientifico da ciò che non lo e’? La risposta di Lakatos e’ si e no. Non esiste, infatti, alcuna metodologia razionale che ci aiuti a distinguere automaticamente ciò che e’ scientifico da ciò che non lo e’, i.e. non esiste la razionalità istantanea, e questo anche perché l’uomo e’ irrazionale, tuttavia e’ possibile una ricostruzione razionale della storia della scienza.

Lakatos tenta di salvare il programma falsificazionista -ingenuo e/o metodologico – di Popper dalle critiche di Kunh, che peraltro lui considera assolutamente valide,  rifiutandone pero’ la soluzione che, almeno nella lettura di Lakatos, elimina ogni razionalità nel passaggio da un paradigma scientifico all’altro. E tenta di salvarlo muovendo due critiche a Popper, che io ritengo assolutamente valide e convincenti. Innanzitutto per Popper il progresso scientifico si risolve in una lotta una teoria e gli esperimenti, tra congetture e confutazioni, e in questo ambito sono gli esperimenti cruciali a giocare il ruolo chiave nel dirimere tra teorie vere e false, con l’ulteriore specifica che lo scienziato, se intellettualmente onesto, deve specificare a priori le condizioni per cui abbandonerà la sua teoria.

Lakatos invece afferma che la concorrenza e’ tra diverse teorie,o  meglio diversi programmi di ricerca -paradigmi in senso kunhiano- in cui sussistono diverse versioni della teoria. In questo contesto l’esperimento cruciale e’ riconosciuto tale solo a posteriori, quando un programma di ricerca e’ effettivamente avanzato al livello in cui ha sbaragliato gli avversari. Per esempio l’esperimento di Michelson e Morley, quello che nella vulgata scientifica distrusse la teorie dell’etere e confermo’ la costanza della velocità della luce, fu eseguito svariate volte, a partire da ben prima del 1905, quando Einstein pubblico’ l’articolo sulla relatività ristretta, fino a meta’ degli anni 50 del secolo scorso. Lakatos quindi sposta il falsificazionismo a livello di programmi di ricerca, e definisce teoricamente progressiva, nell’ambito del programma, quella serie di teorie che predicono fatti nuovi. Se poi questi fatti nuovi sono anche corroborati – in senso popperiano – la serie si definisce anche empiricamente progressiva. Se entrambe le condizioni sono verificate siamo di fronte a uno slittamento di problema progressivo. A un programma progressivo, con una euristica positiva, si possono perdonare anomalie, cioè fatti in disaccordo con essa se lo scienziato le riconosce come tali, e anche incoerenze, come furono la quantizzazione di Plank o il modello dell’atomo di Bohr che era in contrasto con una teoria molto ben corroborato quale l’elettromagnetismo di Maxwell. Questo implica, d’altro canto, che le teorie rivali in fase regressiva, possano resistere a lungo ai programmi progressivi, purché a difenderle ci siano scienziati abbastanza creativi da costruire una cintura di ipotesi ad hoc per spiegare le anomalie della teoria. Anzi queste ipotesi ad hoc possono persino essere feconde per la teoria, come per esempio la scoperta di Nettuno postulata osservando l’orbita di Urano, anomala rispetto alla teoria newtoniana. Per non affossare la teoria insomma si reinterpretano i fatti, e il successo ovviamente la fortifica, talmente tanto che l’anomalia del perielio di Mercurio non viene considerata come evidenza cruciale contro la teoria della gravita’.

Insomma, per Lakatos, finché una teoria -un programma di ricerca- ci (pre)dice cose nuove e tali fatti vengono corroborati, possiamo essere tolleranti con essa e accettarne le incongruenze.

La metodologia di Lakatos e’ sicuramente più debole rispetto a quella di Popper, tuttavia le critiche che muove a quest’ultimo mi paiono assolutamente valide ed essa mi pare offrire uno strumento fecondo di analisi e interpretazione della scienza. Non condivido tuttavia le critiche -implicite- mosse a Kunh e mi domando anche come Lakatos avrebbe giudicato teorie come quella della Stringhe che reinterpretano i fatti, aggiungono contenuto, ma prevedono fatti al momento non dimostrabili.

Non sara’ il canto delle balene…..

Pare che osservando i neutrini sotto il mare si riesca anche ad ascoltare il canto delle balene, in una meravigliosa e inaspettata sinergia tra fisica e biologia marina

La storia del neutrino

“Neutrinos, they are very small.
They have no charge and have no mass
And do not interact at all.
The earth is just a silly ball
To them, through which they simply pass,
Like dustmaids down a drafty hall
Or photons through a piece of glass.” –John Updike

il resto qui

Un Nobel all’iPad

Geim e Nosovelov vincono il Premio Nobel per la Fisica 2010 per il grafene, un materiale chiave nell’elettronica moderna