Universo#2

Stavolta facciamo sul serio: tratteremo pesantemente di cosmo e della “materia” di cui è fatta seguendo un approccio “storico”.  Per questo la pagina potrebbe risultare indigesta a coloro che sono completamente a secco di nozioni di fisica. Per aiutare il lettore si cercherà di utilizzare termini semplici e si renderà il testo non troppo lungo, permettendo di ragionare su di un numero limitato di concetti. Dalla pagina precedente è emersa chiara l’incomprensibile vastità del cosmo, tanto che lo spazio vuoto la fa da padrone in esso. Ma la materia qua e là esiste ed i pensatori greci per primi la considerarono come qualcosa senza attributi, grezza ma, come direbbe il maestro Yoda in star Wars, ben distinta dall’osservatore: “Illuminati noi siamo, non questa materia grezza”. Questa sostanza grezza sottendeva per Aristotele al mondo sensibile che, con le sue trasformazioni (chinesein=movimento) si rende intellegibile alla ragione umana. Ci doveva essere qualcosa, la sostanza (da substantia=ciò che sa sotto), che garantiva la continuità tra una “realtà” che cambia (la forma iniziale) in un altra (forma finale), come tra un ramo che brucia e diventa  cenere, fumo e calore. Tale sostanza veniva conservata il fondamento del “reale”. Platone invece considerava le “cose” contenitori imperfetti delle idee dell’iperuranio, le sole perfettamente intellegibili con la matematica. Le cose sensibili, in quanto “abitate” dalle idee in maniera imperfetta, rendevano il mondo sensibile imperfetto, quindi non pienamente comprensibile dalla matematica (idealismo platonico).

La scolastica medievale ampliò affinandola la visione aristotelica introducendo la distinzione tra  materia “prima”, la sostanza alla base del principio di conservazione e la materia “signata quantitate”, in grado di individuare quell’oggetto che ha una certa quantità di sostanza, una data forma  in un dato istante t ed in un dato spazio x  (principio d’individuazione). La scolastica fu inoltre anticipò il concetto di conservazione di moto, diremmo noi inerzia, ma mantenne circa l’uomo la dualità platonica tra mente (immateriale) e corpo (materiale). Per risolvere poi i problemi di cambiamento di stato come la condensazione ed evaporazione gli scolastici intuirono che la quantità di sostanza dipendeva da volume e densità, la cosiddetta equazione di continuità. In questa visione il vuoto era nulla e, per definizione, non esisteva.

Nel ‘600 l’affermazione delle idee di Galileo e di Cartesio, produsse la geometrizzazione della substantia aristotelica in  res extensa (=volume+forma) che, unita al principio di conservazione di moto (già intuita dallo scolastico Giovanni Buridano) e di località (i corpi s’influenzano solo se vicini),  rese i corpi “materiali” completamente intellegibili alla mente (razionalismo cartesiano).  La geometrizzazione dei corpi creava però problemi notevoli: perdendosi col puro numero la densità scolastica dei corpi, diveniva inspiegabile la loro impenetrabilità; Galileo inoltre dimostrò che la densità doveva essere reintrodotta per spiegare la dinamica degli urti  e che lo stesso vuoto non poteva essere il “niente” della scolastica, se si voleva spiegare il movimento stesso.  Fu quindi necessario  aggiungere  impenetrabilità, mobilità, inerzia e densità per completare le cosiddette “proprietà primarie” della materia, cioè quelle indipendenti da altri corpi e dall’osservatore. Il concetto di materia “signata quantitate” trovò poi  completamento con la “teoria corpuscolare” secondo cui la materia consisteva di microscopiche quantità indivisibili che, riunendosi e acquisendo varie densità, spiegavano i fenomeni fisici. Era una riedizione moderna dell’antico atomismo di Democrito. Ai primi del ‘600 quindi un corpo materiale era qualcosa di impenetrabile, denso, con un certo volume, forma ed esistenza temporale; la conservazione di moto e la sua località completavano le sue caratteristiche, perfettamente intellegibili nella loro matematizzazione.

Isaac Newton

Il fisico inglese Isaac Newton , riuscì a riunire in un unico concetto, quello di massa, la materia signata quantitate, l’inerzia  e l’attrazione tra i corpi. Il risultato permise la teoria della gravitazione , strumento di straordinaria duttilità e capacità nel prevedere i fenomeni naturali. Ma la teoria aveva una falla legata al vuoto ed al principio di località: come era possibile che astri lontani miliardi di chilometri potessero influenzarsi in maniera immediata e senza che alcun “mezzo” mediasse “materialmente” gli effetti? Con la sua famosa “Hypotheses non fingo” dello Scolium generale del 1726, il fisico negava la possibilità di utilizzare nella nuova scienza assiomi evidenti da cui derivare leggi di natura “Perché qualunque cosa che non è dedotta dai fenomeni si deve chiamare ipotesi; e tutte le ipotesi, che siano metafisiche o fisiche, basate su qualità occulte o meccaniche, non hanno posto nella filosofia sperimentale”. La sola verifica empirica doveva guidare il ricercatore, quindi il solo metodo induttivo (dall’osservazione del particolare si ricava la legge universale). E se persistono incongruenze come l’istantaneità degli effetti a distanze “astronomiche” o come la trasparenza (corpuscoli di luce che attraversano corpuscoli impenetrabili di un corpo)? Non importa, rispose lo scienziato inglese “E per me è abbastanza che la gravità esiste e agisca secondo le leggi che ho scoperto e che risulti abbondantemente capace di spiegare tutti i moti dei corpi celesti e del mare”. Era nata col metodo galileiano-newtoniano la tecno-scienza positivista, le cui prime vittime furono la località ed l’impenetrabilità, con notevole impatto sul principio di causalità. Resisteva invece altero il realismo scientifico, cioè la visione secondo cui  i fenomeni e le cose sono oggettivi ed ben distinti dall’osservatore.