Parliamo un po’ di Scienza?

La Scienza moderna incredibilmente riconduce l’uomo a ricongiungersi con quella branca della filosofia o del pensiero umano che noi chiamiamo metafisica perché tutte le sue certezze, i punti cardini su cui basava il proprio convincimento, sono stati messi in dubbio proprio dalle moderne conoscenze ed in particolare da uno scienziato che ci costringe a rivedere teorie ormai obsolete e ristrutturarle cadendo forse in un desolante solipsismo da cui i più si salvano ricorrendo all’aiuto della fede. Questo grande scienziato è Albert Einstein la cui effige è scolpita sulla parete di marmo della Chiesa di Riverside a New York assieme a quella di altri 14 grandi scienziati e 600 grandi uomini dell’umanità.Se lo scopo della scienza è quello di capire perchè e come avvengono i fenomeni naturali, nel corso dell’evoluzione del pensiero, molti passi avanti sono stati fatti ma ci sono dei quesiti per ora ritenuti insolubili. Aristotele, che si può definire il primo biologo della terra, ha dominato la scena per duemila anni nella storia della scienza, ma riteneva ingenuamente che l’uomo potesse riuscire a capire la realtà finale ragionando per principi di per se evidenti ma senza spiegare come un fenomeno avviene. Con le osservazioni e gli studi di Galileo e Newton è nata la Scienza moderna, una scienza atta a spiegare appunto “come” avvengono i fenomeni naturali e si pensava in tal modo di aver colto esaurientemente l’essenza ultima delle leggi fisiche ma, agli inizi del secolo appena trascorso, l’intero edificio dell’Universo meccanico newtoniano cominciò a tentennare quando la teoria dei “quanti” e quella della “relatività” rimisero in discussione l’armonia che si pensava regolasse la vita dell’Universo intero.La fisica classica, per esempio, fornisce equazioni che con grande precisione definiscono le leggi che governano la radiazione e propagazione della luce. Ma il vero meccanismo per cui l'atomo irradia luce e per il quale la luce è propagata attraverso lo spazio, rimane sempre uno dei più grandi misteri della natura. Oggi si sa che la natura della luce non è né corpuscolare né ondulatoria ma forse l’una e l’altra cosa insieme, si sa che l’elettrone non è una semplice particella ma che anch’esso si comporta a volte come un’onda tanto che non possiamo determinarne in nessun caso la sua esatta collocazione (principo d'indeterminzione di Heisemberg)  e questo limita  la nostra capacità di osservazione. Questo fatto ripropone il vecchio dilemma di antichi pensatori, la possibile discrasia tra la soggettività dell’osservatore e l’oggettività cosa osservata.Lo avevano già capito Democrito e più tardi Galileo e se Locke cercò di separare le qualità primarie da quelle secondarie avvertite dai nostri sensi, Leibniz addirittura osava dire: « Io sono capace di provare che non solo la luce, il colore, e cose simili, ma anche il moto, la forma, e lo spazio non sono altro che qualità apparenti ».Insomma filosofi e scienziati giungevano gradatamente alla stessa conclusione e cioè che, poiché ogni oggetto è identificabile per le sue qualità e poiché le qualità esistono solo nella mente di ogni osservatore, l'intero universo esiste solo come una costruzione dell’io, un edificio di simboli convenzionali a cui i sensi dell'uomo hanno dato forma. Cosi anche Berkeley, l’acerrimo nemico del materialismo ed oggetto di scherno da parte di molti sui contemporanei, viene oggi in gran parte rivalutato.Einstein ha esacerbato questa dicotomia tra realtà ed apparenza fino ai limiti estremi dimostrando che anche spazio e tempo sono forme di intuizione simili in tutto e per tutto alle nostre sensazioni del colore, della forma e delle dimensioni di un oggetto. Lo spazio insomma non ha una realtà obiettiva, salvo che come ordinamento o disposizione degli oggetti che noi distinguiamo in esso ed il tempo non ha un'esistenza sua propria ma esiste solo in relazione agli avvenimenti con i quali noi lo facciamo esistere. Ma la considerazione prima è che, a differenza delle dottrine fideistiche, la Scienza avanza mutando continuamente le sue teorie che devono sempre essere suffragate dall’esperienza e dall’osservazione dei fenomeni e riconosce la possibilità dell’errore. Prendiamo il nostro occhio. Esso è programmato e non a caso per “vedere” gli oggetti illuminati da una luce che sia compresa tra circa 400 e 700 nanometri, cioè tra il violetto ed il rosso, non riuscendo a captare neanche l’ultravioletto e l’infrarosso. La pelle, per esempio, sente il calore dell’infrarosso mentre l’occhio dello stesso individuo non lo vede. Ciò significa che noi abbiamo una visione del mondo limitata alle nostre capacità sensoriali e comuni a tutti gli individui solo per convenzione perché non possiamo sapere se ciò che noi e gli altri chiamiamo rosso o verde sia effettivamente lo stesso colore di cui parliamo. Esistono poi nel mondo molte altre lunghezze d’onda oltre a quella della luce visibile, alcune molto più piccole, altre molto più grandi di quelle del campo del visibile e io penso che la natura abbia voluto scientemente limitare le possibilità di espandere la nostra visione a tutte le lunghezze d’onda esistenti nell’Universo proprio per rendere possibile quella specializzazione che è tipica di ogni essere vivente avendo ogni specie scelto una strada diversa per vincere il confronto della selezione naturale (Universi pralleli). Ma lasciando per ora  da parte Darwin per non allontanarci dall’essenza del nostro discorso, torniamo al nostro ragionamento iniziale. Noteremo così che mentre molti filosofi (vedi Cartesio, Spinoza, Leibniz ), ascrivono a Dio la capacità di armonizzare la natura fino a rendere possibile la vita così come la vive chi non si pone problemi epistemologici, i fisici moderni ritengono invece che il mondo sia regolato da principi matematici dimenticando che la matematica è un espediente tattico per carpire i misteri alla natura. Insomma la matematica si è rivelata spesso essenziale per la risoluzione di problemi fisici, anticipando quelle leggi che poi hanno trovato conferma e verifica negli esperimenti pratici, ma non è non diventerà mai una scienza assoluta . Un mezzo per accrescere le proprie conoscenze però lo è di certo come nel caso degli studi di Plank che, con un puro ragionamento matematico riuscì a spiegare alcuni problemi legati alla emissione di radiazioni emesse dai corpi riscaldati. Egli con la semplice equazione E=hv (dove E è l’energia,V la frequenza d’onda ed h la sua costante), avallò l’ipotesi che le radiazioni fossero emesse non come flusso continuo ma sotto forma di pacchetti energetici detti “quanti” e che il rapporto tra energia emessa da una radiazione e la sua lunghezza d’onda sia sempre uguale ad una costante, la costante di Plank appunto, che è un numero piccolissimo e diffusissimo in natura il cui significato primo ci sfugge dovendosi accettare per tale così come si accetta la costante di Archimede, il famoso 3,14 o la sezione aurea , la divina proporzione pari a 1,618. Einstein avanzò l’ipotesi che non solo l’energia luminosa ma tutte le energie radianti viaggiassero sotto forma di quanti cioè in pacchetti separati che abbiano la caratteristica di essere sufficientemente carichi di energia per potersi staccare dal substrato (verosimilmente un corpo nero, un corpo cioè capace di emettere radiazioni).Da notarsi due peculiarità:la prima è che un quanto deve possedere una quantità di energia superiore a quella del corpo nero da cui si diparte ;
la seconda che l’energia contenuta nel “quanto” sia tanto superiore quanto maggiore è la frequenza d’onda della luce o sostanza che lo compone.Un “quanto” costituito da luce violetta che ha lunghezza d’onda doppia rispetto ad un “quanto” costituito da luce rossa e quindi avrà energia doppia. Questo spiega quel fenomeno altrimenti misterioso e che oggi va sotto il nome di effetto fotoelettrico : se una lastra di metallo viene colpita da un fascio di luce violetta, essa emetterà uno sciame di elettroni che diminuirà notevolmente se a colpire la lastra sarà un raggio di luce rossa. Questo effetto darebbe ragione a chi ritiene che la luce sia costituita da corpuscoli che incontrando la lastra di metallo, urtano e proiettano gli elettroni come succede quando una palla di biliardo ne colpisce un’altra. Insomma questo fenomeno avallerebbe la teoria corpuscolare intorno alla natura della luce. Ma c’è un altro fenomeno facilmente dimostrabile che invece depone per la teoria ondulatorie e che prende il nome di diffrazione Le ombre proiettate da un oggetto abbastanza grande quando lo si illumini, sono abbastanza nette se l’oggetto è grande ma se invece s’illumina un capello e comunque un oggetto sottile, la sua ombra apparirà sfumata come se le “onde” della luce si piegassero superandolo come fanno le onde del mare davanti ad un ostacolo. Se poi la luce passa attraverso un apertura piccola come uno spillo si assisterà al fenomeno d’interferenza ottenendosi tanti cerchi concentrici o, se i fori sono due, una serie di strisce parallele come se le onde si annullassero o si sommassero a seconda che il colmo dell’una incontri la parte più bassa dell’altra o viceversa, proprio come fanno le onde del mare.E forse per oggi è meglio fermarci qui.