martedì 1 aprile 2008

In che senso tutto è energia?

Vi propongo qualche citazione dal Tao della fisica di Fritjof Capra che l'altra volta è stato (opportunamente) tirato in causa mentre discutevamo sulla nozione di energia adoperata da Vito Mancuso. Quello che vorrei sottolineare è che la scienza è arrivata a queste conclusioni 'rivoluzionarie' sulla materia per dinamiche sue interne, estremamente significative dal punto di vista filosofico, ma sganciate da qualsiasi adesione a questa o quella 'idea spirituale' del mondo, buddista, indù, taoista o mandrakista che sia. E che tali visioni spirituali si dimostreranno valide o meno a prescindere dall'assenso della cosiddetta comunità scientifica. Sono ambiti a mio parere necessariamente diversi e distanti. Buona lettura....

(p.81) A livello subatomico, gli oggetti materiali solidi della fisica classica si dissolvono in configurazioni di onde di probabilità e queste configurazioni in definitiva non rappresentano probabilità di cose ma piuttosto probabilità di interconnessioni. Un'attenta analisi del processo di osservazione in fisica atomica ha mostrato che le particelle subatomiche non hanno significato come entità isolate, ma possono essere comprese soltanto come interconnessioni tra la fase di preparazione di un esperimento e le successive misurazioni. La meccanica quantistica rivela quindi una fondamentale unità dell'universo: mostra che non possiamo scomporre il mondo in unità minime dotate di esistenza indipendente. Per quanto ci addentriamo nella materia, la natura non ci rivela la presenza di nessun "mattone fondamentale" isolato, ma ci appare piuttosto come una complessa rete di relazioni tra le varie parti del tutto.

(p.86)...la forza fondamentale che dà origine a tuttii fenomeni atomici è ben nota e la si incontra facilmente nel mondo macroscopico: è la forza di attrazione elettrica tra il nucleo atomico carico positivamente e gli elettroni carichi negativamente. L'azione reciproca tra questa forza e le onde elettroniche dà luogo all'enorme varietà di strutture e di fenomeni del nostro ambiente: è responsabile di tutte le reazioni chimiche e della formazione delle molecole, cioé degli aggregati di più atomi legati tra loro dalla mutua attrazione. L'interazione tra elettroni e nuclei atomici è quindi il fondamento di tutti i corpi solidi, liquidi e gassosi, e anche degli organismi viventi e di tutti i processi biologici ad essi collegati.
In questo mondo immensamente ricco dei fenomeni atomici, i nuclei svolgono il ruolo di centri stabili, estremamente piccoli, che costituiscono la sorgente della forza elettrica e formano le intelaiature della grande varietà di strutture molecolari.

(p. 87) Il nucleo atomico è circa un centinaio di migliaia di volte più piccolo di tutto l'atomo, eppure ne contiene quasi tutta la massa... in effetti, se tutto il corpo umano fosse compresso fino a raggiungere la densità del nucleo, non occuperebbe più spazio di una capocchia di spillo... i "nucleoni" - come spesso vengono chiamati protoni e neutroni - reagiscono al loro confinamento muovendosi ad alta velocità, e poiché sono compressi in un volume molto più piccolo (rispetto all'elettrone) la loro reazione è molto più violenta. Essi scorrono nel nucleo con velocità di circa 60.000 km al secondo! La materia nucleare è quindi un tipo di materia completamente differente da qualsiasi cosa appaia "quassù", nel nostro ambiente macroscopico. Forse, il modo migliore di raffigurarcela è di pensare a un insieme di minuscole gocce di un liquido densissimo che bolle e gogoglia ferocemente.

(p. 88) L'immagine della materia che emerge dallo studio degli atomi e dei nuclei mostra che la maggior parte di essa è concentrata in minuscole gocce separate da enormi distanze. Nel vasto spazio tra le massicce gocce nucleari in violenta ebollizione, si muovono gli elettroni. Questi costituiscono solo una piccola frazione della massa totale, ma danno alla materia il suo aspetto solido ( allo stesso modo in cui un'elica in movimento sembra disegnare una superficie solida continua).


(p. 92) Nella fisica classica, la massa di un corpo era sempre stata associata a una sostanza materiale indistruttibile, a una "qualche cosa" della quale si pensava fossero fatte tutte le cose. La teoria della relatività ha mostrato che la massa non ha nulla a che fare con una qualsiasi sostanza, ma è una forma di energia. Quest'ultima poi è una quantità dinamica associata ad attività o a processi. Il fatto che la massa di una particella sia equivalente a una certa quantità di energia significa che la particella non può più essere considerata un oggetto statico, ma va intesa come una configurazione dinamica, un processo coinvolgente quell'energia che si manifesta come massa della particella stessa...


(p. 93) (secondo le equazioni di Dirac) la simmetria tra materia e antimateria implica che per ogni particella esista un'antiparticella con massa uguale e carica opposta. Se l'energia a disposizione è sufficiente, possono crearsi coppie di particelle e antiparticelle, che a loro volta si ritrasformano in energia pura nel processo inverso di annichilazione.
La creazione di particelle materiali da energia pura è certamente l'effetto più spettacolare della teoria della relatività... Prima della fisica relativistica delle particelle, i costituenti della materia erano sempre stati considerati o come unità elementari indistruttibili e immutabili, oppure come oggetti composti che potevano essere suddivisi nelle loro parti costituenti; e la domanda fondamentale che ci si poneva era se fosse possibile continuare a dividere la materia, o se infine si sarebbe giunti alle minime unità indivisibili. Dopo la scoperta di Dirac, tutto il problema della divisibilità della materia apparve in una nuova luce. Quando due particelle si urtano con energie elevate, di solito esse si frantumano in parti, ma queste parti non sono più piccole delle particlle originarie. Sono ancora particelle dello stesso tipo, e sono prodotte a spese dell'energia di moto (energia cinetica) coinvolta nel processo d'urto.... possiamo dividere sempre più la materia, ma non otteniamo mai pezzi più piccoli, proprio perché creiamo le particelle a spese dell'energia coinvolta nel processo.


(96) Negli ultimi decenni, gli esperimenti di diffusione ad alta energia ci hanno rivelato nel modo più straordinario la natura dinamica e continuamente mutevole del mondo delle particelle; la materia si è dimostrata capace di trasformazione totale. Tutte le particelle possono essere trasformate in altre particelle, possono essere create dall'energia e possono scomparire in energia. In questo contesto, concetti classici come "particell elementari", "sostanza materiale" o "oggetto isolato", hanno perso il loro significato: l'intero universo appare come una rete dinamica di configurazioni di energia non separabili.