Pensieri sulla Scienza, Capitolo quarto: Unificazione (Parte uno)

Buonasera a tutti cari amici, oggi proseguiamo parlando con i Pensieri sulla Scienza, l'obiettivo principale di questa serie di post è quella di discutere insieme a voi per arrivare a comprendere un livello di spiritualità che non sia in contrasto con le conoscenze scientifiche, ed accorgersi che la scienza moderna va sempre più vicino agli insegnamenti delle antiche spiritualità e non contro. per secoli una finta religione ci ha detto:

"O ti poni delle domande, o credi"

Io credo invece che in realtà sia proprio ponendoci domande profonde che possiamo arrivare ad ottenere quella cosa chiamata "fede" intesa ovviamente non come dogma assoluto di qualche religione da seguire, ma in una meraviglia cosmica generatrice di tutta la bellezza che esiste nell'universo e che forse potremmo chiamare Dio. Uno dei sensi dell'affiancare la scienza al misticismo è proprio quello di cercare di risvegliare una spiritualiltà sana, che non sia più dogmatica e censurata (o credi o ti poni domande) ma guidata dalla vera intelligenza, quella che ci permette di porci domande profonde..Ricordate cosa diceva Sant'Agostino?

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Per arrivarci dobbiamo fare un viaggio nel tempo e cominciare da un personaggio che a mio avviso è stato il primo e forse il più importante (visto che ha dato il via a questo processo) unificatore della storia:

Sir Isaac Newton

Newton da giovane, come gran parte dei geni, non eccelleva a scuola, aveva tuttavia una gran passione per la costruzione di macchine particolari, stando a Newton, l'ultimo mago di Michael White, pare che da piccolo andasse a scuola con una piccola mongolfiera sorreggente una candela che gli faceva luce mentre camminava, e questa piccola meraviglia se l'era costruita da solo. Quando tutti a quell'epoca, giovani e adulti andavano in giro reggendo il lume da passeggio, questo ragazzino si era costruito un macchinario futuristico, eppure a scuola andava male..

Newton venne presto abbandonato dalla madre, che risposandosi lo lasciò in affido allo zio farmacista. La farmacia all'epoca era in parte chimica e in parte alchimia, Newton apprese così le basi della Scienza e dell'alchimia da questo suo zio. Successivamente, morto il secondo marito della madre di Newton, lasciò alla madre una grossa eredità, la madre tornò da Newton con l'intento di regalargli una grossa tenuta in modo che egli potesse fare il fattore e così sistemarsi. Tuttavia lo zio si oppose dicendo: Questo ragazzo deve studiare, non ha tempo per queste cose, la madre acconsentì e fece quindi in modo da fargli avere una sorta di "stipendio" con il quale pagarsi gli studi.

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Ma perchè questo genio non andava bene a scuola? Perchè passava tutto il suo tempo a studiare, ma studiando cose che nulla avevano a che fare con il programma scolastico, che probabilmente lui riteneva noioso e superato..ma lo zio aveva ragione, Infatti questo ragazzo una volta diventato uomo, inventerà una nuova matematica. Inventerà quello che oggi è conosciuto come calcolo infinitesimale, (e che lui chiamava calcolo flussionale), per spiegare dei concetti che senza quella matematica non avrebbero senso (per gli studenti di liceo che non amano la matematica: è lui che dovete ringraziare per le derivate, gli integrali e i limiti XD)

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Ma questo è niente..

Infatti come (quasi) tutti sappiamo, la vera scoperta, il vero colpo di genio di quest'uomo è stato quello di spiegare al mondo l'esistenza della gravità, e successivamente la teoria corpuscolare della luce. Ma qual'è stata davvero la grande intuizione che prima di lui nessuno ha mai avuto? Quella di unificare la conoscenza che si aveva nei vari campi, che a quell'epoca era separata.

Ma che cosa vuol dire unificare?

Newton scappò da Cambridge, dove era un giovane studente, a causa della peste, e si rifugiò proprio nella tenuta dove avrebbe dovuto fare il fattore, in cui la madre lo ospitò per fargli evitare la peste. A differenza di molti altri studenti che avrebbero approfittato di quel periodo per grattarsi il naso, Newton studiava sempre, e con sempre intendo sempre, tutto il giorno e anche gran parte della notte, spesso proprio sotto un albero, un albero di mele. Personalmente non credo davvero che sia stata la caduta di una mela sulla sua testa a fargli intuire la forza di attrazione gravitazionale, anche se è molto simbolica. Tuttavia egli era li, scrivendo la sua matematica incomprensibile a chiunque (e ci credo, la stava inventando lui... ma ci pensate? questo si è svegliato e ha detto: sa dai facciamo una nuova matematica oggi.. va beh andiamo avanti) quando ebbe un'intuizione meravigliosa, che per noi oggi è scontata, ma all'epoca fu una rivoluzione enorme: "Una mela che cade dall'albero al suolo accanto a me è governata dalle stesse leggi a cui obbediscono le stelle lontane" Ripeto, sembra banale ma non lo è affatto, stiamo parlando dell'inghilterra di fine '600 ed egli stava praticamente suggerendo che il Cielo e la Terra fossero governati dalle stesse leggi, un'affermazione quasi blasfema, infatti la cosa non piacque molto alla chiesa dell'epoca. Stiamo infatti parlando di un'epoca in cui le stelle e i pianeti non erano retaggio di astronomi o astrofisici, ma di personaggi che pretendevano di leggere il volere degli Dei in esse e che il popolo obbedisse al loro volere senza fare troppe domande...e quest'uomo, impugnando una matematica inventata da lui, dimostrò che le stelle e gli astri celesti obbediscono alle stesse identiche leggi fisiche che tengono il vostro sedere sulla sedia tanto che state leggendo queste righe.. ma non solo, la gravità regola per esempio anche le maree, il ciclo notte/giorno e mille, per non dire milioni, di altre cose.. e questo in un epoca dove la scienza era pseudo-scienza (sapevano davvero davvero poco) genera la prima visione unificante, cioè quello che era separato, (la terra, il cielo, il mare..) viene unificato da un'intuizione.

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Ma non fu l'unica intuizione importante, Newton infatti giocando con i prismi cominciò a chiederesi che cosa fosse la luce, e a tal proposito disse una cosa che per quasi tre secoli noi abbiamo ritenuto errata, cioè che la luce è in realtà composta da piccoli corpuscoli, delle particelle, per quasi trecento anni dopo di lui siamo stati convinti del contrario, ossia che la luce fosse solo un'onda elettromagnetica, quando ecco che ai giorni nostri la cara (e purtroppo stra-abusata da cacciatori di attenzione new age per dire..concedetemelo..qualunque minchiata) meccanica quantistica scopre che Newton aveva ragione anche li... Egli non solo ha intuito qualcosa che per noi è stato vero sin da subito (la gravità), ma anche la natura corpuscolare della luce, cosa che abbiamo ritenuto non vera per secoli.

Un piccolo passo avanti

Introduciamo ora un altro grande genio dell'unificazione: James Clerk Maxwell, il Newton dell'elettricità.

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quest'uomo, meravigliosamente abile nella nobile arte del linguaggio formale matematico, credeva fermamente nel potere dell'eleganza di questo linguaggio. Egli disse: "Ok Newton ha unificato le stelle lontane con oggetti vicini, una penna che cade con una cometa che passa periodicamente intorno al nostro pianeta, io cosa faccio?". Nei circa due secoli trascorsi tra Newton e Maxwell emerse una nuova forza: l'elettricità, che a dirla tutta all'epoca era qualcosa di sconosciuto, nessuno capiva bene cosa fosse, pensate che la usavano addirittura i giocolieri ai lati delle strade per impressionare i passanti e farsi dare qualche moneta, non era considerata una scienza esatta, addirittura chi se ne occupava veniva considerato alla stregua di un ciarlatano. Nessuno capiva, cosa per noi ovvia, che l'elettricità statica (quella che si forma quando ti pettini e con il pettine attiri i pezzettini di carta per intenderci) era collegata anche al magnetismo terrestre, erano considerate due forze separate all'epoca. E Maxwell cosa fa? Con queste quattro semplici leggi spiega che:

. Una carica ferma genera un campo elettrico
. Una carica che si muove di moto rettilineo uniforme genera un campo magnetico
. Una carica che si muove di moto accelerato genera un campo elettromagnetico

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Equazioni che sono quelle che governano il nostro computer, o il cellulare che abbiamo in tasca, il frigo in cucina e così via. In pratica quello che fa Maxwell è prendere quella cosa strana che è l'elettricità, studiarla, scoprire esattamente a quali leggi obbedisce e unificarla con la fisica Newtoniana, oggi chiamata classica che è in grado di progettare degli attrezzi e dare risultati prevedibili.

Grazie a queste equazioni Maxwell stupisce il mondo, scopre che elettricità e magnetismo sono due facce della stessa medaglia: L'elettromagnetismo, ma non solo, infatti sempre queste equazioni porteranno ad uno dei più grandi errori importanti della scienza moderna. Infatti si scopre che la velocità di trasmissione delle onde elettromagnetiche nel vuoto è uguale a quella della luce, e quindi quasi tutti gli scienziati dell'epoca iniziarono a tendere verso la natura ondulatoria della luce commettendo un errore, i pochi rimasti fedeli a Newton invece, convinti che la luce avesse natura corpuscolare, sbagliavano anche loro... eh si, perchè o è una cosa o è l'altra vero? No sbagliato, tutti avevano in testa che O è corpuscolare, O è ondulatoria, invece la luce ha entrambe le nature, si comporta sia come un'onda che come composta da particelle.

Queste equazioni aprono la strada a quel grande importantissimo errore che è stato l'esperimento di Michelson e Morley, essi presero le teorie di Maxwell e pensarono: Le onde del mare si propagano in un fluido che è l'oceano, le onde sonore si propagano attraverso l'aria e il terreno, dunque attraverso cosa si propaga l'onda luminosa? come fa dal sole ad arrivare sulla terra? e cercarono invano di trovare il vento d'etere con un esperimento che chi vuole può approfondire qui Michelson e Morley si renderanno conto con grande umiltà che l'etere pare non esistere, e anche di una cosa strana che riuscirà a spiegare solo una delle menti più brillanti della storia, (si sempre lui, lo zio Albert) e che iniziò a generare una profonda frattura nella fisica classica: Essi scoprono infatti che la luce si muove alla stessa velocità in qualunque direzione... Ma di questo parleremo domani, ora è tardi e bisogna andare a dormire ;)

Buonanotte a tutti amici miei,

A presto.

Bibliografia e approfondimenti:

.Newton l'ultimo mago (Libro di Michael White)
.Focardi Massa Uguzzoni, fisica generale: Elettromagnetismo
.L'evoluzione della fisica (Libro di Albert Einstein e Leopold Infeld)