Un approccio alla materia ostica con esempi presi dalla vita quotidiana

PrEMESSA

Un paio di settimane fa, il nostro presidente Davide Frezzato mi ha scritto un breve messaggio, intitolato “Fisica per principianti”, dove diceva quanto segue:

“Stavo pensando ad una serie di articoli da poter inaugurare sulla nostra rivista, con il tuo prezioso aiuto. Come la vedi di poter aprire una serie di articoli dedicata all’ABC della Fisica per principianti come il sottoscritto? Potrebbe essere un’occasione per poter avvicinarci a questo affascinante mondo. Potresti aiutarci?”

Io ho reagito dicendogli che spiegare la Fisica a chi non la conosce è una impresa ardua, perché la Fisica include l’uso della Matematica, anche di una Matematica non banale. Difatti, questa è stata la scoperta fondamentale di Galileo Galilei; nel suo libro “Il saggiatore”, pubblicato nel 1623, scriveva:

“[…] La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non s’impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezzi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto…”. 

Notate bene: per Galileo, la matematica è fatta di triangoli, cerchi eccetera: oggi la chiamiamo geometria, mentre chiamiamo algebra quella in cui si usano espressioni numeriche. Ma tant’è: la strada per lo sviluppo della fisica era aperta.

Malgrado la mia prima reazione, mi è rimasta aperta la sfida. Tutto sommato, mi piaceva l’idea di spiegare la fisica ai principianti, e di contribuire, almeno un poco, a dissipare gli errori che viaggiano, su Internet, alla velocità della luce; però, come procedere?

L’idea che mi è venuta, e che spero di sviluppare bene nei prossimi articoli, è di illustrare la fisica attraverso situazioni della vita quotidiana; e questo è normale, perché la fisica non è una scienza lontana, coltivata da persone alquanto strane, che parlano di cose incomprensibili; al contrario, la fisica è ovunque attorno a noi, e spiega tutti i fenomeni che succedono. In queste spiegazioni userò la matematica in leggerissime dosi, così da non affaticare troppo i lettori.

Quello che non spiega la fisica sono cose degnissime ed importantissime, tra cui l’etica e l’estetica; ma, per queste, c’è chi è più degno di me per approfondire l’argomento.

Forse avete già capito che nei miei articoli userò sempre un tono alquanto leggero ed elementare. Difatti, mi sembra giusto non appesantire con paroloni quello che già può essere difficile da capire, mentre è bene dare un tono serio alle facezie: ciò aumenta la sorpresa dell’uditorio.

DI COSA PARLIAMO

Come ho detto, la fisica utilizza la matematica per descrivere i fenomeni e, spesso, prevederne altri ignoti: è quello che è successo nella scoperta delle onde elettromagnetiche, che abbondantemente utilizziamo per le nostre comunicazioni: ne riparleremo. Ciò che voglio spiegare ora è che la fisica utilizza numeri, e questi numeri sono le misure di ciò di cui ci interessiamo.

Subito un esempio, per capirci: quando si parla della lunghezza di un oggetto, o della superficie di un’area, o del tempo necessario per fare una cosa, si parla di quantità per cui è stato definito il modo di misurarle; quindi, di cose che la fisica può indagare. 

Se, invece, parliamo del profumo di un fiore? Beh, qui interviene la chimica, che è sorella della fisica, almeno nelle sue spiegazioni fondamentali. Però, se parliamo del piacere di ascoltare una musica? Questo non è misurabile, almeno per ora: i fisiologi del cervello sono al lavoro…

Il problema di misurare cose elementari come le dimensioni, il peso degli oggetti, il tempo tra due avvenimenti, è stato sentito dagli uomini sino dall’antichità. Le separazioni geografiche, religiose, culturali, politiche hanno causato una torre di Babele di diversi sistemi di misura; però, l’apertura del mondo a viaggiatori provenienti da tutte le parti ha evidenziato la necessità di un sistema comune di definizione di queste misure.

L’inizio di questo processo è avvenuto, pensate un poco, con la Rivoluzione Francese: il grande Giuseppe Lagrange (nato a Torino, ma poi vissuto in Francia) ha presieduto una commissione, rivoluzionaria appunto, che si è prefissa di unificare le unità di misura. Le armate napoleoniche hanno portato in Europa questa unificazione, chiaramente rigettata dagli inglesi in odio, appunto, a Napoleone.

L’idea ha avuto seguito, e nel 1889 si è riunita, a Versailles, la prima Conférence générale des poids et mesures (CGPM) [“Conferenza generale dei pesi e delle misure”], che ha coinvolto molte Nazioni. All’inizio si parlava solo di lunghezza, massa e tempo (sistema MKS); in seguito si sono considerate tutte le unità di misura delle grandezze fisiche. Oggi esiste il Sistema Internazionale delle unità di misura, che ha il compito di definire tutto ciò che concerne le misure stesse.

Vi parlerò in seguito di queste unità di misura; per ora, sappiate che quasi tutto il mondo partecipa alle conferenze del Sistema Internazionale, e ne ha adottato le unità di misura; tranne, segnatamente, gli Stati Uniti (!) e la Birmania, oggi Myanmar (?).

Guardate che non è uno scherzo: cambiare unità di misura implica tante cose pratiche! Per darvi un esempio, vi citerò il fatto che, nella maggioranza delle nazioni, le automobili viaggiano sulla destra della strada. Eccezione: il Regno Unito (sempre in odio a Napoleone) e alcune ex colonie. Ebbene, i miei coetanei ricorderanno che anche in Svezia si guidava a sinistra. Però, non essendo la Svezia un’isola, questo fatto la separava alquanto dai paesi confinanti. Ebbene, alle cinque del mattino del 3 settembre 1967 scattò l’ora “H”, in cui tutti gli svedesi passarono a guidare a destra! La cosa causò 125 incidenti, ed una spesa notevole: però, non se ne sono pentiti.

La premessa è stata sufficientemente lunga; spero l’abbiate apprezzata, e che oserete leggere il mio prossimo articolo. A presto!