Quando vi trovate davanti ad un libro di Matematica o di Fisica, una classica reazione che si ha è quella di essere preda dello sconforto. Ci si convince che gli scienziati che hanno ideato tutte quelle formule pazze, siano tutti dei geni infallibili; si vede la fisica come qualcosa di troppo complicato, perfetto e dogmatico, per poterne venire a capo. Beh sappiate che non è così: quasi tutto ciò che è stato scoperto per via sperimentale, deriva dalla casualità, e spesso è contrastante con le conoscenze precedenti. Ecco in seguito qualche esempio
Verso la fine del secolo XIX Si rese necessario un esperimento volto a dimostrare l’esistenza del cosiddetto “etere luminifero“. L’etere era descritto come il possibile mezzo di propagazione della luce che serviva per conciliare la vecchia relatività galileiana, con le implacabili equazioni di Maxwell, che teorizzavano la velocità della luce come una costante. L’esperimento doveva mostare che due raggi di luce emessi nello stesso momento in direzioni diverse (ad esempio uno in direzione nord e uno in direzione ovest) e fatti riflettere indietro in modo che la distanza percorsa dai due raggi fosse identica, avrebbero impiegato tempi diversi. Se così fosse stato, tutto sarebbe filato liscio: la differenza di tempo sarebbe stata dovuta al vento d’etere in movimento rispetto alla Terra. Il problema è che non fu così. L’esperimento mostrò che la velocità della luce (indicata con c) è sempre la stessa, indipendendemente da dove, come e a che velocità la misuri. Questo significa che l’etere non è necessario per spiegare la teoria. Einstein, da buon ebreo, fiutò l’affare e si mise sotto per conciliare le due teorie. Il risultato? Vendute una marea di magliette e tazze con scritto E=mc².
Un’altra bella sorpresa venne alla luce con un fondamentale esperimento della fisica. All’inizio del secolo scorso si credeva che l’atomo fosse fatto come un panettone: l’uvetta rappresentava gli elettroni, mentre l’impasto era la nube di carica positiva: il tutto dava carica neutra. Un certo Sig. Rutherford decise di dimostrare, con l’aiuto dei suoi tirapiedi, questo modello, teorizzato da Joseph Thomson. Per farlo, sparò delle particelle alfa contro una sottile lamina d’oro: ci si attendeva che tutte le particelle attraversassero il materiale deviando di poco, eppure l’esperimento mostrò che una su 10000 circa rimbalzava indietro: questo cosa poteva significare? La risposta fu abbastanza chiara: qualcosa di solido e molto piccolo stoppava qualche particella alfa. In pratica, significava che il nostro Giuseppe figlio di Thom aveva preso una bella cantonata e che sul suo lavoro bisognava tirare una bella riga, cancellando quasi tutto. Rutherford commentò l’esperimento con una citazione passata alla storia, che potete trovare su Wikipedia. Certo è che il suo stato d’animo al momento del rimbalzo delle particelle si può spiegare con una semplice gif.
Forse questa è la storiella più nota al grande pubblico tra le cinque raccontate. Thomas Edison, inventore e uomo d’affari di indiscussa fama, all’epoca della guerra delle correnti patteggiava per la sua DC, la corrente continua. Aveva ovviamente degli oppositori, principalmente Tesla e Westinghouse, che invece sostenevano l’AC, o corrente alternata. Essendo l’obiettivo finale quello di convincere i consumatori e gli stati ad usare il proprio metodo di trasmissione di elettricità, Edison decise furbescamente di impiegare la corrente alternata per un uso spettacolare e violento, in grado di far leva sull’animo dell’opinione pubblica: costruì infatti la famigerata sedia elettrica. La visione di una macchina capace di uccidere una persona con una scarica elettrica era decisamente scioccante per l’epoca, e quindi il nostro Edi credette che le persone avrebbero associato la corrente alternata alla morte e alla pericolosità. Gli andò male: la corrente rivale possiede caratteristiche migliori poiché è modulabile, trasportabile senza dispersioni, ad alto rendimento. Il suo piano diabolico dunque, fallì. Nel caso ve lo stiate chiedendo, non ho scritto nel titolo che Edison fu umiliato perché in fondo è morto vecchio e ricco, mentre Tesla morì volutamente povero e vergine. Contento lui…
Uno dei dibattiti maggiormente accesi della fisica del 1800 era sicuramente sulla natura della luce. Un primo gruppo di scienziati, legati a doppio filo con l’idea meccanicista del mondo trasmessa da Newton, immaginava la luce come una sequenza di corpuscoli che si propagavano in linea retta attraverso l’etere. I dissidenti sostenevano invece che la luce fosse un’onda trasversale, immateriale. Ad inizio del secolo, Young con l’esperimento della doppia fenditura aveva inferto un duro colpo ai sostenitori della teoria corpuscolare, ma questo non bastava a convincere tutti. Augustin Fresnel mostrò i suoi studi sulla teoria ondulatoria all’Accademié de Scienze, capeggiata da Simeon Poisson, convinto Newtoniano. Per cercare di screditare la nuova teoria ondulatoria, Poisson disse che se fosse stata vera allora si dovrebbe verificare uno strano fenomeno, mai osservato: Prendendo un disco perfetto opaco e una luce che lo illumina, proiettandone l’ombra ortogonalmente contro una parete, si sarebbe dovuto formare un puntino luminoso al centro; una cosa decisamente antiintuitiva. Fresnel non ci aveva pensato, ma decise di provare l’esperimento: il punto si formò al centro esatto, come nelle previsioni. Oggi viene chiamato Punto di Arago. Poisson in pratica suggerì a Fresnel IL MODO PER SCREDITARSI DA SOLO: genio assoluto!
Copernico, con la pubblicazione di quel noioso mattone chiamato De revolutionibus orbium coelestium, diede un bel colpo al pensiero astronomico della sua epoca, affermando che il centro dell’Universo non era la Terra, bensì il Sole. Le nuove idee ebbero un grande seguito, perché rendevano la meccanica celeste decisamente più semplice da descrivere rispetto ai complessi moti aristotelici. Convinto di poter dimostrare che il sistema eliocentrico fosse quello corretto, Giovanni Keplero, copernicano convinto, cercò fin da subito di dimostrare la validità fisica del modello in questione, per contrapporlo all’altro metodo che spopolava in Europa in quel periodo: il sistema Ticonico. Il nostro amico crucco, grazie alle sue grandi capacità matematiche riuscì ad estrapolare le leggi che ancora oggi studiamo a scuola (e se non le avete studiate perché siete troppo #SWAG, beh buon per voi). Ci fu però una fregatura: non riuscì a convincersi delle orbite circolari, che erano uno dei punti fermi del sistema copernicano. Aveva bisogno di qualcosa che dimostrasse la reale forma delle orbite. Per questo decise, con un colpo di genio, di scippare le annotazioni di Tyco Brahe riguardo le osservazioni delle posizioni dei pianeti: all’epoca erano considerati i calcoli più precisi e raffinati al mondo. Dopo un po’ di prove notò che l’unica forma ben adattabile fu l’ellisse. Tadà!! Questo che significa? Significa che Keplero SFRUTTÒ I CALCOLI DELL’AVVERSARIO per dimostrare che aveva ragione lui (ossia il Sole è al centro del sistema), e in contemporanea MANDÒ ALL’ARIA IL LAVORO DEL SUO ISPIRATORE: tutto questo appena 50 anni dopo la “grande rivoluzione copernicana”. Chapeau.
Voglio parlare adesso di un esempio concreto: questi racconti sono passati alla storia, ma non dobbiamo pensare che gli “errori sperimentali” che portino a successi scientifici avvengano raramente: in verità quasi tutto quello che si scopre è casuale, si trova mentre si cercava di fare altro. Una cosa del genere è successa all’Università degli Studi di Milano pochi anni fa: un gruppo di ricercatori stava sparando delle molecole di materiale conduttore contro un composto di plastica. Lo scopo era saturarne la superficie, però questo non accadeva quasi mai. Come effetto imprevisto il conduttore penetrava fino all’interno del polimero. E qui scattò qualcosa nella mente dei ricercatori. Con questo procedimento si è in grado di creare dei fili conduttori elastici protetti dalla plastica: le possibili applicazioni per un brevetto del genere sono migliaia: questo ha permesso a dei ricercatori di entrare in affari e fondare questa nuova azienda di altissima tecnologia. Grazie, lo ricordiamo, ad un errore nelle previsioni. Certo che però bisogna anche avere capacità imprenditoriale, sennò si rischia di fare la fine di Tesla. Comunque una bella fine, di cui mi accontenterei: del resto, chi non sogna di entrare tra i personaggi di Epic Rap Battle of History?
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