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LETTURE PER LE VACANZE
Proponiamo due distinti percorsi di lettura.
Il primo, che potremmo definire 'di base', è rivolto a tutti coloro che, per curiosità, lavoro, interessi culturali, vogliono conoscere 'qualcosa' di fisica, leggendo testi semplici e brevi, ricchi di esempi, fortemente divulgativi (senza tanta matematica) e che non richiedono quindi particolari conoscenze preliminari.
Quali sono le domande alle quali i testi proposti tentano di dare risposta?
Che cosa è la fisica, di che cosa si occupa e con quali metodi, quali sono oggi le teorie fondamentali e quali le prove sperimentali che ci assicurano che queste teorie 'funzionino', quali i problemi tecnologici e sociali che la scienza può (potrebbe) risolvere.
Il secondo percorso è più impegnativo, ma anche più stimolante. È rivolto a un pubblico più motivato e richiede costanza, curiosità e concentrazione. Il premio di tanto sforzo è potersi fare un'opinione personale approfondita su una delle teorie oggi più studiate e, insieme, criticate, la teoria delle stringhe. I due autori che abbiamo scelto rappresentano due posizioni totalmente antitetiche, situazione quasi ideale per apprezzare pregi e difetti di una teoria.
Leggere di fisica
a cura di Gian Paolo Parodi*
Harald Lesch, Fisica da tasca, Ponte alle Grazie, 2007, pp. 133, € 10
Il libro, di formato veramente 'tascabile', tratta cinquanta temi fondamentali della fisica, senza alcun formalismo matematico e con un linguaggio chiaro ed elementare. È rivolto quindi a un largo pubblico privo di particolari conoscenze di base, ma con una grande curiosità.
Ogni capitoletto esaurisce il tema proposto in poche pagine e rimanda, per ulteriori collegamenti, ad altre voci del libro.
Il materiale è diviso in sei sezioni: Vecchie conoscenze, Concetti importanti della fisica, Metodi e concetti fisici, Gravitazione e relatività, Il meraviglioso mondo dei quanti e Fenomeni e tecnologie notevoli. Pur nella estrema sinteticità, gli autori non hanno trascurato alcuno degli aspetti fondamentali della fisica moderna: non solo i contenuti più accattivanti (dai paradossi della meccanica quantistica alla teoria della relatività, dalla gravitazione allo spazio tempo e ai buchi neri, dai quark alle interazioni fondamentali alla fusione nucleare e perfino ai viaggi nel tempo, dai laser ai superconduttori), ma anche i metodi, i concetti fondamentali, le procedure della fisica, le implicazioni filosofiche (causalità, determinismo, ...) e le nuove tecnologie.
Un'opera di sintesi veramente ampia pur nelle sue minuscole 133 pagine.
Gli autori sono un docente di astrofisica teorica dell'università di Monaco e i suoi quindici allievi che, insieme, hanno individuato, con qualche divergenza, come ci racconta lo stesso Lesch, i 'titoli' fondamentali. Ogni capitoletto porta la firma di un singolo autore (professore o studente).
In qualche caso la trattazione presenta una notevole dose di creatività nella scelta dei modelli e delle analogie esplicative, frutto, probabilmente, di una libera (a volte forse discutibile) rielaborazione studentesca del tema, ma ciò non costituisce affatto un difetto, anzi, rende la lettura piacevole e stimolante.
Un libro scritto da giovani fisici per altri giovani, curiosi di conoscere meglio i misteri della fisica. Molto suggestiva l'autodefinizione degli autori, che ricorda un po' Newton: "a conti fatti siamo soltanto dei bambini che, giocando, scoprono il mondo. E in questo libro vogliamo trasmettere parte della gioia che abbiamo provato anche noi".
Un libro utile anche per i docenti, e da suggerire ai propri studenti per un approfondimento decisamente 'amichevole' su temi spesso esclusi dalla trattazione scolastica.
Martin Kornelius, Einstein Light, MacroEdizioni, 2005, pp. 131, € 9,80
Il sottotitolo, La Teoria della relatività alla portata di tutti, sottolinea in modo esplicito lo scopo del libro. La sua novità e peculiarità, rispetto ad altre pubblicazioni sul tema, è la presentazione dettagliata della molteplicità delle verifiche sperimentali - sia della relatività ristretta sia della relatività generale - rese possibili negli ultimi decenni dallo sviluppo della tecnologia.
Il libro è suddiviso in tre capitoli, di complessità crescente, ma sempre fortemente ancorati a osservazioni sperimentali.
Il primo è dedicato al tempo, al rallentamento degli orologi in movimento su aerei e razzi e al rallentamento degli orologi posti in campi gravitazionali. Si confrontano le entità di questi rallentamenti e si stimano i ritardi che presenterebbero identici orologi posti sul Sole, su una stella nana bianca, su una stella di neutroni e, infine, su uno dei protagonisti di tutti i libri sulla relatività: il buco nero. Una conseguenza pratica di questi rallentamenti è che se non si tenesse conto di questi effetti, il GPS (il sistema di determinazione della posizione di un punto sulla superficie terrestre tramite satelliti) commetterebbe errori dell'ordine di centinaia di metri.
Ma non è l'unico effetto della gravità sulla luce. Anche la frequenza della luce diminuisce in un campo gravitazionale: è lo spostamento verso il rosso (red shift gravitazionale), da non confondere con l'analogo red shift dovuto al moto delle galassie (effetto Doppler della luce).
Per rendere la spiegazione più semplice e accattivante l'autore costruisce con grande inventiva 'modelli' di spazi relativistici (la 'torre di Einstein') in cui si possono immaginare, in modo amplificato, gli effetti relativistici sulla luce e sul tempo.
Il secondo capitolo è dedicato alla deviazione della luce da parte di grandi masse, come ad esempio il Sole, e ai numerosi esperimenti e alle osservazioni astronomiche effettuate per misurare tale deviazione, a partire dalla famosa spedizione di Sir Arthur Eddington durante l'eclissi del 1919.
Quasar e lenti gravitazionali, precessione dell'orbita di Mercurio e di stelle di neutroni rotanti (pulsar), ritardo temporale dei raggi luminosi che passano vicino al Sole sono descritti nella seconda parte del capitolo con grande precisione e facendo sempre riferimento ai più recenti esperimenti.
La narrazione segue un crescendo notevole: eccoci allo spazio-tempo 'rotante', ovvero posto in rotazione da grandi masse in rotazione (la Terra ad esempio, ma molto di più, ovviamente, le stelle di neutroni e i buchi neri rotanti), alle onde gravitazionali, tutti effetti previsti dalla relatività generale e oggetto d'indagine della cosiddetta 'gravitazione sperimentale'.
La grande attenzione prestata dall'autore a ogni tipo di verifica sperimentale della teoria della relatività, sia ristretta sia generale, non gli impedisce di presentare con grande chiarezza le differenze di fondo tra la teoria dinamica newtoniana, basata sul concetto di forza, e la teoria geometrica einsteiniana della gravitazione, basata sul concetto di curvatura spazio-temporale, e le profonde differenze tra le concezioni dello spazio e del tempo dei due scienziati.
Il terzo capitolo approfondisce ulteriormente i concetti di curvatura dello spazio-tempo, di geodetica, di 'marea' gravitazionale, partendo dalla classica esperienza ideale della caduta libera, dal principio di equivalenza cosiddetto 'debole' (l'equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale) e giungendo quindi al principio di equivalenza di Einstein, di cui si sottolinea il ruolo fondamentale nello sviluppo della teoria della relatività generale.
Anche qui non mancano riferimenti a recenti verifiche sperimentali ed efficaci modelli geometrici.
Il libro presenta inoltre diverse schede sui protagonisti (da Galileo a Newton ad Einstein fino a Gauss e Riemann) e su particolari aspetti del rapporto tra teoria ed esperimenti.
Conclude il libro un'ampia bibliografia e un'ampia rassegna di siti web per ulteriori approfondimenti.
Etienne Klein, Piccolo viaggio nel mondo dei quanti, Edizioni Dedalo, 2007, pp. 122, € 13,50
In questo piccolo, ma interessante viaggio nel mondo dei quanti, l'autore ci mostra il fallimento dei concetti della fisica classica nella spiegazione del comportamento delle particelle microscopiche (atomi, elettroni, fotoni, ecc.) e di molti fenomeni che riguardano corpi macroscopici, quali metalli e isolanti, superconduttori e processi chimici.
Il punto di partenza è l'esperimento della doppia fenditura, che evidenzia il dualismo onda-corpuscolo, ovvero l'ambiguo comportamento, ora corpuscolare, ora ondulatorio, della materia e della radiazione (elettroni e fotoni), a seconda del tipo di operazione di misura compiuta dall'osservatore. "La natura della strumentazione utilizzata- scrive Klein - determina quindi la tipologia dei fenomeni osservati. Nessun esperimento mostra una particella che si comporta contemporaneamente come un'onda e come un corpuscolo, ma per rappresentare l'insieme dei risultati degli esperimenti possibili sembra necessario invocare queste due immagini e ammettere la possibilità di combinarle".
Si rende necessaria, quindi, una profonda revisione dei concetti stessi di onda e particella, che ci porta ad abbandonare, ad esempio, il concetto di traiettoria, fondamentale nella fisica classica.
La teoria quantistica richiede un nuovo concetto di 'stato' e una nuova interpretazione del principio di sovrapposizione degli stati (utilizzato nella fisica classica solamente per le onde) e nuovi principi come il principio di indeterminazione di Heisenberg, ma ci porta anche a curiosi paradossi (il famoso 'gatto di Schrodinger') proposti dagli stessi padri fondatori della teoria.
Grande attenzione è dedicata alle verifiche sperimentali della teoria, rese possibili dallo sviluppo tecnologico, ai nuovi campi di indagine (l'entanglement, ovvero la correlazione quantistica tra particelle distinte) e alle possibili applicazioni pratiche della teoria (crittografia, teletrasporto, computer quantistici).
La parte finale del libro è dedicata al complesso problema delle 'interpretazioni' della teoria, ovvero del rapporto tra teoria e realtà fisica, tra formalismo, previsioni sperimentali e realtà 'oggettiva'; in breve, al rapporto tra il mondo e la sua rappresentazione. È in discussione, secondo un'interpretazione molto diffusa della teoria quantistica, la possibilità stessa di conoscere una realtà oggettiva indipendente dalle nostre misure.
Le posizioni di Einstein, Bohr, De Broglie, Schrodinger, Heisenberg, e quella più recente di Bohm, sono presentate sinteticamente, ma con grande chiarezza e ci conducono ai problemi filosofici ancora oggi dibattuti tra gli scienziati e i filosofi della scienza: quale è il ruolo dell'osservatore nella comprensione della realtà? Una teoria deve semplicemente prevedere il risultato di una misura o deve anche rivelare un mondo reale? Come conciliare determinismo classico e probabilismo quantistico?
George Monbiot, Calore! , Longanesi, 2007, pp. 367, € 18,60
(di Marco Ostili)
Il libro è, nelle intenzioni dell'autore, noto giornalista e curatore della pagina ambientalista del quotidiano inglese "The Guardian", premiato nel 1995 con il Global 500 delle Nazioni Unite per il suo impegno a favore dell'ambiente, "allo stesso tempo un manifesto programmatico e un esercizio di pensiero sperimentale". Chi si accinge a leggere questo testo, non troverà il solito e scontato tono profetizzante, molto in voga negli ultimi tempi, ma un'attenta analisi di dati incontrovertibili che si fonde, tuttavia, con estrema eleganza, a una narrazione del tutto personale, legata a esperienze dirette dell'autore, molto attivo e presente nei convegni scientifici internazionali del settore. Molti miti vengono sfatati, come ad esempio, la quantità di emissioni inquinanti dei paesi emergenti come Cina e India: un cinese produce mediamente 2,7 tonnellate di anidride carbonica all'anno, mentre un cittadino britannico ne produce 9,5, contro le 20 tonnellate di un cittadino statunitense: "finché i paesi ricchi non saranno seriamente determinati a ridurre le loro emissioni - afferma Monbiot, - essi non potranno permettersi di predicare la moderazione ai paesi più poveri!"
Aspetti non marginali del problema sono l'inerzia (con cui prima o poi dovremo fare i conti) a modificare le nostre abitudini di vita, e la volontà a livello mondiale da parte di gruppi finanziari, economici e industriali, di 'mascherare' o mitigare lo slancio ambientalistico per ridurre la portata di un possibile recesso economico su scala planetaria che potrebbe, a sua volta, aprire scenari apocalittici di guerre, devastazioni e quant'altro. A questo riguardo, come accade in altri momenti della trattazione, Monbiot non si dimostra un ambientalista 'ideologico', che usa il dramma ambientale per scopi politici o addirittura economici (il business delle energie alternative), ma analizza i possibili scenari di una vita che, senza l'apporto dei combustibili fossili, potrebbe regredire ricadendo nella barbarie.
La narrazione, per niente affaticante nonostante la numerosa mole di dati presente, riesce a suscitare nel lettore la curiosità di come sia possibile non rinunciare alle comodità, alla mobilità individuale e collettiva, alla comunicazione veloce tra continenti, alla moderna produzione industriale, alle attività lavorative, qualora per legge o per necessità si decidesse improvvisamente di non utilizzare più carbone, gas e petrolio come fonti principali di energia. Monbiot fornisce la 'sua' risposta e cerca di darne una dimostrazione, non tramite argomentazioni semplicistiche, né tantomeno perseguendo l'idea di un ipotetico quanto irrealizzabile ritorno a una età preindustriale, ma basandosi rigorosamente sulla complicata rete di relazioni tra energia, società umana, mondo animale e vegetale, in cui cerca di trovare spazio anche una certa sostenibilità dell'attuale benessere del mondo occidentale.
*Docente di matematica e fisica presso l'Istituto 'Montessori' di Roma e autore di testi di fisica per la scuola superiore.
Proponiamo due distinti percorsi di lettura.
Il primo, che potremmo definire 'di base', è rivolto a tutti coloro che, per curiosità, lavoro, interessi culturali, vogliono conoscere 'qualcosa' di fisica, leggendo testi semplici e brevi, ricchi di esempi, fortemente divulgativi (senza tanta matematica) e che non richiedono quindi particolari conoscenze preliminari.
Quali sono le domande alle quali i testi proposti tentano di dare risposta?
Che cosa è la fisica, di che cosa si occupa e con quali metodi, quali sono oggi le teorie fondamentali e quali le prove sperimentali che ci assicurano che queste teorie 'funzionino', quali i problemi tecnologici e sociali che la scienza può (potrebbe) risolvere.
Il secondo percorso è più impegnativo, ma anche più stimolante. È rivolto a un pubblico più motivato e richiede costanza, curiosità e concentrazione. Il premio di tanto sforzo è potersi fare un'opinione personale approfondita su una delle teorie oggi più studiate e, insieme, criticate, la teoria delle stringhe. I due autori che abbiamo scelto rappresentano due posizioni totalmente antitetiche, situazione quasi ideale per apprezzare pregi e difetti di una teoria.
Leggere di fisica
a cura di Gian Paolo Parodi*
Harald Lesch, Fisica da tasca, Ponte alle Grazie, 2007, pp. 133, € 10
Il libro, di formato veramente 'tascabile', tratta cinquanta temi fondamentali della fisica, senza alcun formalismo matematico e con un linguaggio chiaro ed elementare. È rivolto quindi a un largo pubblico privo di particolari conoscenze di base, ma con una grande curiosità.
Ogni capitoletto esaurisce il tema proposto in poche pagine e rimanda, per ulteriori collegamenti, ad altre voci del libro.
Il materiale è diviso in sei sezioni: Vecchie conoscenze, Concetti importanti della fisica, Metodi e concetti fisici, Gravitazione e relatività, Il meraviglioso mondo dei quanti e Fenomeni e tecnologie notevoli. Pur nella estrema sinteticità, gli autori non hanno trascurato alcuno degli aspetti fondamentali della fisica moderna: non solo i contenuti più accattivanti (dai paradossi della meccanica quantistica alla teoria della relatività, dalla gravitazione allo spazio tempo e ai buchi neri, dai quark alle interazioni fondamentali alla fusione nucleare e perfino ai viaggi nel tempo, dai laser ai superconduttori), ma anche i metodi, i concetti fondamentali, le procedure della fisica, le implicazioni filosofiche (causalità, determinismo, ...) e le nuove tecnologie.
Un'opera di sintesi veramente ampia pur nelle sue minuscole 133 pagine.
Gli autori sono un docente di astrofisica teorica dell'università di Monaco e i suoi quindici allievi che, insieme, hanno individuato, con qualche divergenza, come ci racconta lo stesso Lesch, i 'titoli' fondamentali. Ogni capitoletto porta la firma di un singolo autore (professore o studente).
In qualche caso la trattazione presenta una notevole dose di creatività nella scelta dei modelli e delle analogie esplicative, frutto, probabilmente, di una libera (a volte forse discutibile) rielaborazione studentesca del tema, ma ciò non costituisce affatto un difetto, anzi, rende la lettura piacevole e stimolante.
Un libro scritto da giovani fisici per altri giovani, curiosi di conoscere meglio i misteri della fisica. Molto suggestiva l'autodefinizione degli autori, che ricorda un po' Newton: "a conti fatti siamo soltanto dei bambini che, giocando, scoprono il mondo. E in questo libro vogliamo trasmettere parte della gioia che abbiamo provato anche noi".
Un libro utile anche per i docenti, e da suggerire ai propri studenti per un approfondimento decisamente 'amichevole' su temi spesso esclusi dalla trattazione scolastica.
Martin Kornelius, Einstein Light, MacroEdizioni, 2005, pp. 131, € 9,80
Il sottotitolo, La Teoria della relatività alla portata di tutti, sottolinea in modo esplicito lo scopo del libro. La sua novità e peculiarità, rispetto ad altre pubblicazioni sul tema, è la presentazione dettagliata della molteplicità delle verifiche sperimentali - sia della relatività ristretta sia della relatività generale - rese possibili negli ultimi decenni dallo sviluppo della tecnologia.
Il libro è suddiviso in tre capitoli, di complessità crescente, ma sempre fortemente ancorati a osservazioni sperimentali.
Il primo è dedicato al tempo, al rallentamento degli orologi in movimento su aerei e razzi e al rallentamento degli orologi posti in campi gravitazionali. Si confrontano le entità di questi rallentamenti e si stimano i ritardi che presenterebbero identici orologi posti sul Sole, su una stella nana bianca, su una stella di neutroni e, infine, su uno dei protagonisti di tutti i libri sulla relatività: il buco nero. Una conseguenza pratica di questi rallentamenti è che se non si tenesse conto di questi effetti, il GPS (il sistema di determinazione della posizione di un punto sulla superficie terrestre tramite satelliti) commetterebbe errori dell'ordine di centinaia di metri.
Ma non è l'unico effetto della gravità sulla luce. Anche la frequenza della luce diminuisce in un campo gravitazionale: è lo spostamento verso il rosso (red shift gravitazionale), da non confondere con l'analogo red shift dovuto al moto delle galassie (effetto Doppler della luce).
Per rendere la spiegazione più semplice e accattivante l'autore costruisce con grande inventiva 'modelli' di spazi relativistici (la 'torre di Einstein') in cui si possono immaginare, in modo amplificato, gli effetti relativistici sulla luce e sul tempo.
Il secondo capitolo è dedicato alla deviazione della luce da parte di grandi masse, come ad esempio il Sole, e ai numerosi esperimenti e alle osservazioni astronomiche effettuate per misurare tale deviazione, a partire dalla famosa spedizione di Sir Arthur Eddington durante l'eclissi del 1919.
Quasar e lenti gravitazionali, precessione dell'orbita di Mercurio e di stelle di neutroni rotanti (pulsar), ritardo temporale dei raggi luminosi che passano vicino al Sole sono descritti nella seconda parte del capitolo con grande precisione e facendo sempre riferimento ai più recenti esperimenti.
La narrazione segue un crescendo notevole: eccoci allo spazio-tempo 'rotante', ovvero posto in rotazione da grandi masse in rotazione (la Terra ad esempio, ma molto di più, ovviamente, le stelle di neutroni e i buchi neri rotanti), alle onde gravitazionali, tutti effetti previsti dalla relatività generale e oggetto d'indagine della cosiddetta 'gravitazione sperimentale'.
La grande attenzione prestata dall'autore a ogni tipo di verifica sperimentale della teoria della relatività, sia ristretta sia generale, non gli impedisce di presentare con grande chiarezza le differenze di fondo tra la teoria dinamica newtoniana, basata sul concetto di forza, e la teoria geometrica einsteiniana della gravitazione, basata sul concetto di curvatura spazio-temporale, e le profonde differenze tra le concezioni dello spazio e del tempo dei due scienziati.
Il terzo capitolo approfondisce ulteriormente i concetti di curvatura dello spazio-tempo, di geodetica, di 'marea' gravitazionale, partendo dalla classica esperienza ideale della caduta libera, dal principio di equivalenza cosiddetto 'debole' (l'equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale) e giungendo quindi al principio di equivalenza di Einstein, di cui si sottolinea il ruolo fondamentale nello sviluppo della teoria della relatività generale.
Anche qui non mancano riferimenti a recenti verifiche sperimentali ed efficaci modelli geometrici.
Il libro presenta inoltre diverse schede sui protagonisti (da Galileo a Newton ad Einstein fino a Gauss e Riemann) e su particolari aspetti del rapporto tra teoria ed esperimenti.
Conclude il libro un'ampia bibliografia e un'ampia rassegna di siti web per ulteriori approfondimenti.
Etienne Klein, Piccolo viaggio nel mondo dei quanti, Edizioni Dedalo, 2007, pp. 122, € 13,50
In questo piccolo, ma interessante viaggio nel mondo dei quanti, l'autore ci mostra il fallimento dei concetti della fisica classica nella spiegazione del comportamento delle particelle microscopiche (atomi, elettroni, fotoni, ecc.) e di molti fenomeni che riguardano corpi macroscopici, quali metalli e isolanti, superconduttori e processi chimici.
Il punto di partenza è l'esperimento della doppia fenditura, che evidenzia il dualismo onda-corpuscolo, ovvero l'ambiguo comportamento, ora corpuscolare, ora ondulatorio, della materia e della radiazione (elettroni e fotoni), a seconda del tipo di operazione di misura compiuta dall'osservatore. "La natura della strumentazione utilizzata- scrive Klein - determina quindi la tipologia dei fenomeni osservati. Nessun esperimento mostra una particella che si comporta contemporaneamente come un'onda e come un corpuscolo, ma per rappresentare l'insieme dei risultati degli esperimenti possibili sembra necessario invocare queste due immagini e ammettere la possibilità di combinarle".
Si rende necessaria, quindi, una profonda revisione dei concetti stessi di onda e particella, che ci porta ad abbandonare, ad esempio, il concetto di traiettoria, fondamentale nella fisica classica.
La teoria quantistica richiede un nuovo concetto di 'stato' e una nuova interpretazione del principio di sovrapposizione degli stati (utilizzato nella fisica classica solamente per le onde) e nuovi principi come il principio di indeterminazione di Heisenberg, ma ci porta anche a curiosi paradossi (il famoso 'gatto di Schrodinger') proposti dagli stessi padri fondatori della teoria.
Grande attenzione è dedicata alle verifiche sperimentali della teoria, rese possibili dallo sviluppo tecnologico, ai nuovi campi di indagine (l'entanglement, ovvero la correlazione quantistica tra particelle distinte) e alle possibili applicazioni pratiche della teoria (crittografia, teletrasporto, computer quantistici).
La parte finale del libro è dedicata al complesso problema delle 'interpretazioni' della teoria, ovvero del rapporto tra teoria e realtà fisica, tra formalismo, previsioni sperimentali e realtà 'oggettiva'; in breve, al rapporto tra il mondo e la sua rappresentazione. È in discussione, secondo un'interpretazione molto diffusa della teoria quantistica, la possibilità stessa di conoscere una realtà oggettiva indipendente dalle nostre misure.
Le posizioni di Einstein, Bohr, De Broglie, Schrodinger, Heisenberg, e quella più recente di Bohm, sono presentate sinteticamente, ma con grande chiarezza e ci conducono ai problemi filosofici ancora oggi dibattuti tra gli scienziati e i filosofi della scienza: quale è il ruolo dell'osservatore nella comprensione della realtà? Una teoria deve semplicemente prevedere il risultato di una misura o deve anche rivelare un mondo reale? Come conciliare determinismo classico e probabilismo quantistico?
George Monbiot, Calore! , Longanesi, 2007, pp. 367, € 18,60
(di Marco Ostili)
Il libro è, nelle intenzioni dell'autore, noto giornalista e curatore della pagina ambientalista del quotidiano inglese "The Guardian", premiato nel 1995 con il Global 500 delle Nazioni Unite per il suo impegno a favore dell'ambiente, "allo stesso tempo un manifesto programmatico e un esercizio di pensiero sperimentale". Chi si accinge a leggere questo testo, non troverà il solito e scontato tono profetizzante, molto in voga negli ultimi tempi, ma un'attenta analisi di dati incontrovertibili che si fonde, tuttavia, con estrema eleganza, a una narrazione del tutto personale, legata a esperienze dirette dell'autore, molto attivo e presente nei convegni scientifici internazionali del settore. Molti miti vengono sfatati, come ad esempio, la quantità di emissioni inquinanti dei paesi emergenti come Cina e India: un cinese produce mediamente 2,7 tonnellate di anidride carbonica all'anno, mentre un cittadino britannico ne produce 9,5, contro le 20 tonnellate di un cittadino statunitense: "finché i paesi ricchi non saranno seriamente determinati a ridurre le loro emissioni - afferma Monbiot, - essi non potranno permettersi di predicare la moderazione ai paesi più poveri!"
Aspetti non marginali del problema sono l'inerzia (con cui prima o poi dovremo fare i conti) a modificare le nostre abitudini di vita, e la volontà a livello mondiale da parte di gruppi finanziari, economici e industriali, di 'mascherare' o mitigare lo slancio ambientalistico per ridurre la portata di un possibile recesso economico su scala planetaria che potrebbe, a sua volta, aprire scenari apocalittici di guerre, devastazioni e quant'altro. A questo riguardo, come accade in altri momenti della trattazione, Monbiot non si dimostra un ambientalista 'ideologico', che usa il dramma ambientale per scopi politici o addirittura economici (il business delle energie alternative), ma analizza i possibili scenari di una vita che, senza l'apporto dei combustibili fossili, potrebbe regredire ricadendo nella barbarie.
La narrazione, per niente affaticante nonostante la numerosa mole di dati presente, riesce a suscitare nel lettore la curiosità di come sia possibile non rinunciare alle comodità, alla mobilità individuale e collettiva, alla comunicazione veloce tra continenti, alla moderna produzione industriale, alle attività lavorative, qualora per legge o per necessità si decidesse improvvisamente di non utilizzare più carbone, gas e petrolio come fonti principali di energia. Monbiot fornisce la 'sua' risposta e cerca di darne una dimostrazione, non tramite argomentazioni semplicistiche, né tantomeno perseguendo l'idea di un ipotetico quanto irrealizzabile ritorno a una età preindustriale, ma basandosi rigorosamente sulla complicata rete di relazioni tra energia, società umana, mondo animale e vegetale, in cui cerca di trovare spazio anche una certa sostenibilità dell'attuale benessere del mondo occidentale.
*Docente di matematica e fisica presso l'Istituto 'Montessori' di Roma e autore di testi di fisica per la scuola superiore.
LETTURE PER LE VACANZE
La teoria delle stringhe
a cura di Gian Paolo Parodi*
Nella comunità scientifica il dibattito sulla teoria delle stringhe è attualmente molto acceso; si scontrano, infatti, due posizioni antitetiche e molto radicali.
I sostenitori della teoria (scienziati e ricercatori che vi lavorano da decenni) vedono in essa l'unica strada in grado di unificare relatività e meccanica quantistica, le due teorie oggi ancora incompatibili, e dare quindi una spiegazione completa di tutte le forze conosciute (dall'elettromagnetismo alle forze nucleari alla gravità), in breve di spiegare l'Universo (dalle particelle elementari costituenti la materia alla nascita e al destino dell'universo stesso).
Sarebbe quindi il completamento di quella ricerca della teoria dei campi unificati da lungo tempo cercata da molti fisici teorici, primo fra tutti Einstein.
I critici sostengono invece che, nonostante decenni di ricerche condotte dai migliori scienziati teorici del mondo, la teoria delle stringhe non è tuttora in grado di fare alcuna previsione verificabile sperimentalmente; non è quindi una teoria scientifica, anzi non è neanche una teoria ben definita, ma solo una 'speranza' che possa diventare una teoria.
I due libri che proponiamo, per 'par condicio', appartengono a schieramenti opposti.
L'autore del primo è uno dei maggiori studiosi della teoria delle superstringhe e ha scritto diversi saggi, anche divulgativi, sull'argomento; l'autore del secondo ha addirittura abbandonato la fisica per occuparsi di matematica per la difficoltà di condurre ricerche al di fuori del 'paradigma' delle stringhe. Conduce quindi una critica serrata alla teoria, alla sua capacità predittiva e al 'monopolio' dei fondi per la ricerca ottenuto dai teorici delle stringhe a scapito del pluralismo della ricerca scientifica.
Nonostante gli autori si sforzino di trattare gli argomenti il più possibile a un livello divulgativo, si tratta comunque di due letture impegnative, che richiedono al lettore tempo, pazienza e concentrazione per lo strettissimo legame esistente tra matematica e fisica nella ricerca contemporanea.
Curiosamente, uno dei temi ampiamente dibattuto da entrambi gli autori è quello della bellezza della teoria delle stringhe. La bellezza di una teoria è legata alla sua semplicità, alla sua eleganza, alla sua simmetria, altro concetto centrale nella ricerca in fisica teorica, ed è da sempre (da Galileo ad Einstein) uno dei (pre)requisiti fondamentali perché una teoria abbia successo.
Anche su questo tema, come c'era da aspettarsi, le valutazioni dei due autori sono divergenti.
Per rendere più vivace il confronto abbiamo confrontato esplicitamente alcune osservazioni dei due autori su specifici punti: valore, limiti e bellezza del modello standard e della teoria delle superstringhe e scientificità della teoria delle superstringhe.
Michio Kaku, Jennifer Thompson, Oltre Einstein, Castelvecchi, 2006, pp. 217, € 17
"Una nuova teoria sta minando le fondamenta della Fisica moderna, superando rapidamente stabili ma obsolete nozioni riguardanti il nostro Universo e sostituendole con una nuova matematica di un'eleganza e di una bellezza sconvolgenti. Malgrado alcuni aspetti di questa teoria non siano ancora del tutto chiari, l'eccitazione dei fisici è palpabile: in tutto il mondo, fisici autorevoli riveleranno che stiamo per diventare testimoni della genesi di una nuova Fisica.
Questa teoria è detta delle superstringhe..." (p. 7).
Così si apre il libro, che si pone esplicitamente l'obiettivo di mostrare come la teoria delle superstringhe rappresenti il quadro teorico nel quale trovano soluzione alcuni dei problemi fondamentali della fisica contemporanea: l'unificazione della gravità con le altre forze (elettromagnetica e nucleare, debole e forte) in una teoria quantistica della gravità e la spiegazione dell'origine stessa dell'universo (che cosa c'era prima e perché è avvenuto il Big Bang? Come si è originata la materia oscura che sembra pervadere l'universo?).
L'autore, fin da bambino affascinato dalle ricerche sul 'campo unificato' di Einstein, ricostruisce i problemi e i percorsi che hanno portato all'unificazione delle varie interazioni (i fisici oggi preferiscono parlare di interazioni, piuttosto che di forze). Prima è toccato alle interazioni elettriche e magnetiche unificate nella teoria elettromagnetica di Maxwell e successivamente nell'elettrodinamica quantistica (QED), quindi alle interazioni elettromagnetiche unificate con le interazioni nucleari deboli nella cosiddetta teoria elettrodebole e, infine, alle interazioni nucleari forti (la cosiddetta cromodinamica quantistica o QCD), che le moderne teorie di grande unificazione (GUT, dall'inglese Grand Unified Theories) tentano di unificare con la teoria elettrodebole.
Il prossimo passo, l'unificazione di tutte le interazioni, è appunto lo scopo della teoria della superstringhe.
Il punto di partenza della teoria sono 'stringhe' (il nome deriva da una traduzione dell'inglese 'string', corda) vibranti estremamente piccole (100 miliardi di miliardi di volte più piccole di un protone). Le particelle elementari (protoni, neutroni, ecc.) e le interazioni fondamentali sarebbero 'modi di vibrazione' di queste stringhe, un po' come le diverse note musicali sono riconducibili alle diverse frequenze di vibrazione di una corda di violino o pianoforte. L'interazione gravitazionale sarebbe generata dal modo di vibrazione più basso di un particolare tipo di stringa chiusa (esistono diversi tipi di stringhe, chiuse o aperte). Le diverse forme di materia corrisponderebbero a 'frequenze di vibrazione' più alte.
La teoria delle stringhe apre anche nuove interpretazioni della teoria cosmologica del Big Bang: prima del Big Bang (la grande esplosione dal quale si originò, circa 14 miliardi di anni fa, l'Universo), l'Universo avrebbe avuto ben 10 dimensioni, ma a causa della sua instabilità, si divise in due parti, la più piccola delle quali, quella costituita dalle quattro abituali dimensioni (le tre spaziali più il tempo) è il nostro attuale universo. "Per analogia si può immaginare un'enorme bolla di sapone che vibra lentamente. Se la vibrazione aumenta e diviene troppo forte, la bolla diventa instabile e si divide in due o più bolle più piccole. Immaginiamo che la bolla originaria rappresenti un Universo a dieci dimensioni e una delle bolle più piccole rappresenti invece il nostro Universo" (p. 19). Il Big Bang sarebbe quindi stato l'effetto di una 'transizione' ancora più violenta, ovvero la frattura di un universo a dieci dimensioni. "L'altro Universo si è ridotto, dopo la scissione, a dimensioni incredibilmente piccole (all'incirca 100 miliardi di miliardi di volte più piccolo di un atomo) e questo lo rende irraggiungibile per un uomo" (p. 20).
In questo stesso processo di fissione si sarebbe prodotta anche la misteriosa materia oscura, dalla quale dipende il destino futuro dell'universo stesso: se la materia oscura è presente in quantità sufficiente, allora, a causa dell'attrazione gravitazionale, l'universo dovrebbe prima o poi collassare su se stesso in un enorme 'Big Crunch', simmetrico al Big Bang; in caso contrario, l'attuale espansione dell'universo potrebbe non avere mai fine.
La teoria delle superstringhe è fortemente legata al concetto di simmetria (Supersimmetria), che svolge un ruolo centrale nello sviluppo matematico di tutte le moderne teorie di campo. A esso sono dedicati ampi approfondimenti nel testo.
Lo stile narrativo è chiaro e scorrevole e comunica la grande eccitazione che pervade la comunità degli studiosi della teoria delle superstringhe all'idea di poter arrivare a un'unica equazione dalla quale dedurre, almeno in linea di principio, tutte le conoscenze fisiche oggi disponibili.
Peter Woit, Neanche sbagliata, Codice Edizioni, Torino 2007, pp. 285, € 23
L'autore appartiene, come si è detto, alla schiera dei critici della teoria delle stringhe e, come vedremo, giunge a mettere in dubbio addirittura la 'scientificità' della teoria.
Nella prima parte del libro si descrivono le ricerche che hanno portato al trionfo del modello standard delle particelle e delle interazioni elementari, a partire dalla fisica dei quanti e dagli sviluppi della teoria quantistica dei campi, ma anche i limiti del modello e gli scarsi progressi fatti negli ultimi trent'anni nello sviluppo della teoria.
L'autore si sofferma sugli aspetti matematici della teoria dei campi, sul rapporto tra matematica e fisica e, in particolare, sulla teoria dei gruppi di simmetrie e il concetto di invarianza.
La trattazione del modello standard occupa un ruolo centrale a differenza di quanto avviene nel testo di Kaku. Scrive infatti Kaku a proposito del modello standard: "Fino a oggi non ci sono state deviazioni sperimentali dal modello standard. Forse è la teoria che nella storia della Fisica ha avuto più successo. Tuttavia molti fisici trovano il modello standard non soddisfacente, vista la sua elevata goffaggine e asimmetria. [...]. A rendere il modello standard così goffo è il fatto che è stato ottenuto unendo, con la forza bruta, le attuali teorie dell'interazione elettromagnetica, dell'interazione debole e di quella forte in un'unica teoria" (Kaku, p. 80).
Vediamo cosa dice in proposito invece Woit:
"La teoria quantistica del Modello Standard contiene idee fisiche e matematiche che sono incredibilmente belle, al punto che la teoria delle superstringhe non è affatto comparabile ad essa. Gli assunti fondamentali del Modello Standard corrispondono precisamente alle strutture matematiche principali dell'approccio moderno alla geometria del XX secolo. La struttura concettuale della teoria delle superstringhe ci chiede di credere che tali strutture sono soltanto approssimazioni, limiti di bassa energia di qualcosa di più fondamentale, senza peraltro dirci cosa si suppone che questo 'qualcosa' sia" (Woit, p. 200).
Per risolvere i problemi del modello standard furono sviluppate nuove teorie, dette teorie di grande unificazione (GUT), nel tentativo di unire la teoria delle interazioni forti (QCD) con la teoria elettrodebole, che aveva unificato interazioni elettromagnetiche e interazioni deboli.
È nel corso degli anni Ottanta che la teoria delle stringhe viene proposta come base per una teoria unificata dei campi. Correttamente, a questo punto, Woit avvisa il lettore che abbandona la ricostruzione storica degli sviluppi delle teorie di campo ed espone le sue personali valutazioni sulla teorie delle superstringhe.
"La teoria delle superstringhe - afferma Woit – non ha avuto alcuna connessione con gli esperimenti perché non fa assolutamente alcuna predizione" (p. 163). E ancora "La ragione per cui la teoria delle stringhe non fa alcuna previsione è che essa non è realmente una teoria, quanto piuttosto un insieme di ragioni per sperare che una teoria esista davvero" (p. 178).
Woit approfondisce esplicitamente in un capitolo (La teoria delle superstringhe è scienza?) la questione della scientificità della teoria delle stringhe, se sia essa matematica o fisica, se essa soddisfi o meno il criterio popperiano della falsificabilità. Ancora una volta la falsificabilità del Modello Standard è contrapposta alla non falsificabilità della teoria delle superstringhe.
Su questo punto l'autore presenta alcune interessanti riflessioni e aneddoti su che cosa si possa considerare scientifico all'interno delle 'speculazioni' che possono portare a una vera e propria teoria. La riflessione diventa filosofica quando sottolinea il carattere sociale dell'accettazione della scientificità di una ricerca e i rischi, sottolineati da diversi fisici, che la teoria delle superstringhe possa diventare una religione, piuttosto che una scienza.
A questo proposito, sono interessanti alcune citazioni riportate da Kaku: "La teoria delle superstringhe è un assoluto miracolo" (Kaku, p. 11), attribuita a Edward Witten, (definito, forse non a caso da Woit e altri, il 'sacerdote' della teoria). E ancora, (Kaku, p. 11) "Anche la rivista, 'Science', sempre attenta a non enfatizzare le affermazioni dei fisici, ha paragonato la nascita della teoria delle superstringhe alla scoperta del Santo Graal".
Al lettore il giudizio finale.
*Docente di matematica e fisica presso l'Istituto 'Montessori' di Roma e autore di testi di fisica per la scuola superiore.
La teoria delle stringhe
a cura di Gian Paolo Parodi*
Nella comunità scientifica il dibattito sulla teoria delle stringhe è attualmente molto acceso; si scontrano, infatti, due posizioni antitetiche e molto radicali.
I sostenitori della teoria (scienziati e ricercatori che vi lavorano da decenni) vedono in essa l'unica strada in grado di unificare relatività e meccanica quantistica, le due teorie oggi ancora incompatibili, e dare quindi una spiegazione completa di tutte le forze conosciute (dall'elettromagnetismo alle forze nucleari alla gravità), in breve di spiegare l'Universo (dalle particelle elementari costituenti la materia alla nascita e al destino dell'universo stesso).
Sarebbe quindi il completamento di quella ricerca della teoria dei campi unificati da lungo tempo cercata da molti fisici teorici, primo fra tutti Einstein.
I critici sostengono invece che, nonostante decenni di ricerche condotte dai migliori scienziati teorici del mondo, la teoria delle stringhe non è tuttora in grado di fare alcuna previsione verificabile sperimentalmente; non è quindi una teoria scientifica, anzi non è neanche una teoria ben definita, ma solo una 'speranza' che possa diventare una teoria.
I due libri che proponiamo, per 'par condicio', appartengono a schieramenti opposti.
L'autore del primo è uno dei maggiori studiosi della teoria delle superstringhe e ha scritto diversi saggi, anche divulgativi, sull'argomento; l'autore del secondo ha addirittura abbandonato la fisica per occuparsi di matematica per la difficoltà di condurre ricerche al di fuori del 'paradigma' delle stringhe. Conduce quindi una critica serrata alla teoria, alla sua capacità predittiva e al 'monopolio' dei fondi per la ricerca ottenuto dai teorici delle stringhe a scapito del pluralismo della ricerca scientifica.
Nonostante gli autori si sforzino di trattare gli argomenti il più possibile a un livello divulgativo, si tratta comunque di due letture impegnative, che richiedono al lettore tempo, pazienza e concentrazione per lo strettissimo legame esistente tra matematica e fisica nella ricerca contemporanea.
Curiosamente, uno dei temi ampiamente dibattuto da entrambi gli autori è quello della bellezza della teoria delle stringhe. La bellezza di una teoria è legata alla sua semplicità, alla sua eleganza, alla sua simmetria, altro concetto centrale nella ricerca in fisica teorica, ed è da sempre (da Galileo ad Einstein) uno dei (pre)requisiti fondamentali perché una teoria abbia successo.
Anche su questo tema, come c'era da aspettarsi, le valutazioni dei due autori sono divergenti.
Per rendere più vivace il confronto abbiamo confrontato esplicitamente alcune osservazioni dei due autori su specifici punti: valore, limiti e bellezza del modello standard e della teoria delle superstringhe e scientificità della teoria delle superstringhe.
Michio Kaku, Jennifer Thompson, Oltre Einstein, Castelvecchi, 2006, pp. 217, € 17
"Una nuova teoria sta minando le fondamenta della Fisica moderna, superando rapidamente stabili ma obsolete nozioni riguardanti il nostro Universo e sostituendole con una nuova matematica di un'eleganza e di una bellezza sconvolgenti. Malgrado alcuni aspetti di questa teoria non siano ancora del tutto chiari, l'eccitazione dei fisici è palpabile: in tutto il mondo, fisici autorevoli riveleranno che stiamo per diventare testimoni della genesi di una nuova Fisica.
Questa teoria è detta delle superstringhe..." (p. 7).
Così si apre il libro, che si pone esplicitamente l'obiettivo di mostrare come la teoria delle superstringhe rappresenti il quadro teorico nel quale trovano soluzione alcuni dei problemi fondamentali della fisica contemporanea: l'unificazione della gravità con le altre forze (elettromagnetica e nucleare, debole e forte) in una teoria quantistica della gravità e la spiegazione dell'origine stessa dell'universo (che cosa c'era prima e perché è avvenuto il Big Bang? Come si è originata la materia oscura che sembra pervadere l'universo?).
L'autore, fin da bambino affascinato dalle ricerche sul 'campo unificato' di Einstein, ricostruisce i problemi e i percorsi che hanno portato all'unificazione delle varie interazioni (i fisici oggi preferiscono parlare di interazioni, piuttosto che di forze). Prima è toccato alle interazioni elettriche e magnetiche unificate nella teoria elettromagnetica di Maxwell e successivamente nell'elettrodinamica quantistica (QED), quindi alle interazioni elettromagnetiche unificate con le interazioni nucleari deboli nella cosiddetta teoria elettrodebole e, infine, alle interazioni nucleari forti (la cosiddetta cromodinamica quantistica o QCD), che le moderne teorie di grande unificazione (GUT, dall'inglese Grand Unified Theories) tentano di unificare con la teoria elettrodebole.
Il prossimo passo, l'unificazione di tutte le interazioni, è appunto lo scopo della teoria della superstringhe.
Il punto di partenza della teoria sono 'stringhe' (il nome deriva da una traduzione dell'inglese 'string', corda) vibranti estremamente piccole (100 miliardi di miliardi di volte più piccole di un protone). Le particelle elementari (protoni, neutroni, ecc.) e le interazioni fondamentali sarebbero 'modi di vibrazione' di queste stringhe, un po' come le diverse note musicali sono riconducibili alle diverse frequenze di vibrazione di una corda di violino o pianoforte. L'interazione gravitazionale sarebbe generata dal modo di vibrazione più basso di un particolare tipo di stringa chiusa (esistono diversi tipi di stringhe, chiuse o aperte). Le diverse forme di materia corrisponderebbero a 'frequenze di vibrazione' più alte.
La teoria delle stringhe apre anche nuove interpretazioni della teoria cosmologica del Big Bang: prima del Big Bang (la grande esplosione dal quale si originò, circa 14 miliardi di anni fa, l'Universo), l'Universo avrebbe avuto ben 10 dimensioni, ma a causa della sua instabilità, si divise in due parti, la più piccola delle quali, quella costituita dalle quattro abituali dimensioni (le tre spaziali più il tempo) è il nostro attuale universo. "Per analogia si può immaginare un'enorme bolla di sapone che vibra lentamente. Se la vibrazione aumenta e diviene troppo forte, la bolla diventa instabile e si divide in due o più bolle più piccole. Immaginiamo che la bolla originaria rappresenti un Universo a dieci dimensioni e una delle bolle più piccole rappresenti invece il nostro Universo" (p. 19). Il Big Bang sarebbe quindi stato l'effetto di una 'transizione' ancora più violenta, ovvero la frattura di un universo a dieci dimensioni. "L'altro Universo si è ridotto, dopo la scissione, a dimensioni incredibilmente piccole (all'incirca 100 miliardi di miliardi di volte più piccolo di un atomo) e questo lo rende irraggiungibile per un uomo" (p. 20).
In questo stesso processo di fissione si sarebbe prodotta anche la misteriosa materia oscura, dalla quale dipende il destino futuro dell'universo stesso: se la materia oscura è presente in quantità sufficiente, allora, a causa dell'attrazione gravitazionale, l'universo dovrebbe prima o poi collassare su se stesso in un enorme 'Big Crunch', simmetrico al Big Bang; in caso contrario, l'attuale espansione dell'universo potrebbe non avere mai fine.
La teoria delle superstringhe è fortemente legata al concetto di simmetria (Supersimmetria), che svolge un ruolo centrale nello sviluppo matematico di tutte le moderne teorie di campo. A esso sono dedicati ampi approfondimenti nel testo.
Lo stile narrativo è chiaro e scorrevole e comunica la grande eccitazione che pervade la comunità degli studiosi della teoria delle superstringhe all'idea di poter arrivare a un'unica equazione dalla quale dedurre, almeno in linea di principio, tutte le conoscenze fisiche oggi disponibili.
Peter Woit, Neanche sbagliata, Codice Edizioni, Torino 2007, pp. 285, € 23
L'autore appartiene, come si è detto, alla schiera dei critici della teoria delle stringhe e, come vedremo, giunge a mettere in dubbio addirittura la 'scientificità' della teoria.
Nella prima parte del libro si descrivono le ricerche che hanno portato al trionfo del modello standard delle particelle e delle interazioni elementari, a partire dalla fisica dei quanti e dagli sviluppi della teoria quantistica dei campi, ma anche i limiti del modello e gli scarsi progressi fatti negli ultimi trent'anni nello sviluppo della teoria.
L'autore si sofferma sugli aspetti matematici della teoria dei campi, sul rapporto tra matematica e fisica e, in particolare, sulla teoria dei gruppi di simmetrie e il concetto di invarianza.
La trattazione del modello standard occupa un ruolo centrale a differenza di quanto avviene nel testo di Kaku. Scrive infatti Kaku a proposito del modello standard: "Fino a oggi non ci sono state deviazioni sperimentali dal modello standard. Forse è la teoria che nella storia della Fisica ha avuto più successo. Tuttavia molti fisici trovano il modello standard non soddisfacente, vista la sua elevata goffaggine e asimmetria. [...]. A rendere il modello standard così goffo è il fatto che è stato ottenuto unendo, con la forza bruta, le attuali teorie dell'interazione elettromagnetica, dell'interazione debole e di quella forte in un'unica teoria" (Kaku, p. 80).
Vediamo cosa dice in proposito invece Woit:
"La teoria quantistica del Modello Standard contiene idee fisiche e matematiche che sono incredibilmente belle, al punto che la teoria delle superstringhe non è affatto comparabile ad essa. Gli assunti fondamentali del Modello Standard corrispondono precisamente alle strutture matematiche principali dell'approccio moderno alla geometria del XX secolo. La struttura concettuale della teoria delle superstringhe ci chiede di credere che tali strutture sono soltanto approssimazioni, limiti di bassa energia di qualcosa di più fondamentale, senza peraltro dirci cosa si suppone che questo 'qualcosa' sia" (Woit, p. 200).
Per risolvere i problemi del modello standard furono sviluppate nuove teorie, dette teorie di grande unificazione (GUT), nel tentativo di unire la teoria delle interazioni forti (QCD) con la teoria elettrodebole, che aveva unificato interazioni elettromagnetiche e interazioni deboli.
È nel corso degli anni Ottanta che la teoria delle stringhe viene proposta come base per una teoria unificata dei campi. Correttamente, a questo punto, Woit avvisa il lettore che abbandona la ricostruzione storica degli sviluppi delle teorie di campo ed espone le sue personali valutazioni sulla teorie delle superstringhe.
"La teoria delle superstringhe - afferma Woit – non ha avuto alcuna connessione con gli esperimenti perché non fa assolutamente alcuna predizione" (p. 163). E ancora "La ragione per cui la teoria delle stringhe non fa alcuna previsione è che essa non è realmente una teoria, quanto piuttosto un insieme di ragioni per sperare che una teoria esista davvero" (p. 178).
Woit approfondisce esplicitamente in un capitolo (La teoria delle superstringhe è scienza?) la questione della scientificità della teoria delle stringhe, se sia essa matematica o fisica, se essa soddisfi o meno il criterio popperiano della falsificabilità. Ancora una volta la falsificabilità del Modello Standard è contrapposta alla non falsificabilità della teoria delle superstringhe.
Su questo punto l'autore presenta alcune interessanti riflessioni e aneddoti su che cosa si possa considerare scientifico all'interno delle 'speculazioni' che possono portare a una vera e propria teoria. La riflessione diventa filosofica quando sottolinea il carattere sociale dell'accettazione della scientificità di una ricerca e i rischi, sottolineati da diversi fisici, che la teoria delle superstringhe possa diventare una religione, piuttosto che una scienza.
A questo proposito, sono interessanti alcune citazioni riportate da Kaku: "La teoria delle superstringhe è un assoluto miracolo" (Kaku, p. 11), attribuita a Edward Witten, (definito, forse non a caso da Woit e altri, il 'sacerdote' della teoria). E ancora, (Kaku, p. 11) "Anche la rivista, 'Science', sempre attenta a non enfatizzare le affermazioni dei fisici, ha paragonato la nascita della teoria delle superstringhe alla scoperta del Santo Graal".
Al lettore il giudizio finale.
*Docente di matematica e fisica presso l'Istituto 'Montessori' di Roma e autore di testi di fisica per la scuola superiore.
