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FISICA: OVVERO QUANT'E' DURA QUESTA SCIENZA?


Alzi la mano chi non ha avuto pessime esperienze almeno durante gli studi liceali con la Fisica. Definire la Fisica una Scienza dura crea forse una sorte di barriera preconcetta su questa scienza, che la fa apparire come incomprensibile a priori. Di fatto non è così. A me stessa la Fisica sembrava una cosa incomprensibile, da dover studiare solo mnemonicamente per poter passare l’anno. Fortunatamente, la mia carriera universitaria mi ha permesso di riprendere in mano questa scienza e di rivalutarla.

A distanza di anni e dopo diverse chiacchierate con professori di Fisica, ho capito dove, forse, sta l’inghippo. Molte volte ci viene insegnata la Fisica, concentrandosi solo ed unicamente sulle formule, a volte complicate, senza soffermarsi a riflettere sul perché di alcune scelte, o ancora, perché proprio in quel momento storico è stato possibile giungere a quelle deduzioni.

Un esempio per tutti è la scelta di cominciare la fisica dallo studio del movimento di un punto. Scelta giusta (e poi vedremo il perché), ma molto spesso non viene spiegata questa scelta in maniera esaustiva e l’attenzione dello studente è monopolizzata per mesi nello studio di un punto che via via si muove in maniera sempre più complicata, senza che ne capisca l’utilità.

Il fisico è, al pari del biologo, uno scienziato che osserva l’ambiente circostante e cerca di spiegarne alcune cose. Motivo per cui, molte volte bisogna scegliere un sistema di riferimento, a volte ideale, in cui si possano considerare minimi, quasi nulli, gli apporti dall’esterno, cioè che non ci siano eventi che possano modificare le condizioni in cui avviene l’osservazione. Se si partisse a studiare la dinamica (così si chiama la parte della fisica che studia i moti) osservando come si muove una macchina o lo stesso corpo umano, forse sarebbe più interessante, ma certo più difficile, troppe le situazioni da tenere sotto controllo!

Con un punto materiale, invece, si semplificano di molto le cose, e quindi possiamo concentrarci sul movimento nel suo insieme, come se stessimo osservando direttamente l’oggetto “movimento” e non “qualcosa che è in movimento”.

Per avvicinarci allo studio della fisica, si deve partire da alcune considerazioni generali. Innanzitutto per studiare, osservare un fenomeno naturale dobbiamo dargli delle coordinate, cioè posizionarlo nello spazio. Il nostro spazio è uno spazio a tre dimensioni: cioè alto-basso, avanti-dietro, e destra-sinistra.

E’ interessante notare, come il concetto di alto-basso, è un concetto innato nell’uomo, e quindi anche per lo studioso di Fisica: la nostra posizione naturale è quella eretta, sappiamo intuitivamente se una cosa è sopra (alto) o sotto (basso) di noi.
Di conseguenza si può determinare la posizione orizzontale: il pavimento rispetto a un uomo che sia in posizione eretta.

Se la definizione di alto-basso è molto intuitiva già quella di avanti-dietro presenta delle ambiguità. Istintivamente sappiamo che “davanti” è la direzione verso cui punta la testa e guardano gli occhi, dietro è la direzione opposta. Ma se ci giriamo, il davanti diventa dietro e il dietro, davanti. Una soluzione si trova nel definirlo usando la definizione di nord-sud ricavabili tramite azioni determinate e oggettive e l’uso per esempio di una bussola.

L’ultima dimensione, il concetto di destra-sinistra è ancora più ambiguo e complicato del concetto di avanti-dietro. Per definirlo bisogna per forza avere definito prima le altre due “dimensioni”. Quindi per riassumere per definire la posizione di un oggetto puntiforme occorrono e bastano 3 numeri reali: delle coordinate.

Questo esempio, non è altro che un approccio preliminare allo studio della fisica. E’ talmente semplice che sembra quasi banale, ma, forse a molti non è mai stato spiegato, che la Fisica non è un insieme di formule astruse, ma una semplice osservazione della realtà, e che si basa primariamente su concetti “semplici. Di cose da dire ce ne sarebbero molte altre, ma questo può essere già un ottimo PUNTO di partenza!

2 commenti

Anonimo ha detto...

Volevo fare una domanda relativa all'affermazione di Alice Della Puppa: "il concetto di alto-basso, è un concetto innato nell’uomo, e quindi anche per lo studioso di Fisica"

Come si puo' essere sicuri di questo concetto?

Ricordo dai miei studi che per innato si intende una concezione secondo la quale l'organismo porta con sé fin dalla nascita programmi di pensiero e di comportamento precostituiti e trasmessi per via ereditaria.

In ambito psicologico, ad esempio, si tende a considerare innati i riflessi, gli istinti e il potenziale di una specie.

Ora: come possiamo considerare innati concetti come alto e basso e non - come invece potrebbero essere considerati - fenotipicamente acquisiti, cioe' variati in funzione dell'ambiente, ovvero appresi dopo la nascita?

Non potrebbe essere il concetto di alto-basso un processo mentale acquisito che consente una modificazione del comportamento per effetto dell'esperienza?

Il bambino nel ventre materno, infatti, non dovrebbe avere esperienza di alto-basso in quanto fluttuante nel liquido amniotico.

Un bambino che nascesse in gravita' zero (ad esempio durante un volo spaziale) considererebbe "normale" il perdurare dell'assenza di peso, esattamente faceva nel ventre materno.

In questo caso infatti alto e basso sarebbe per lui (come per qualsiasi astronauta adattato all'assenza di gravita') una pura convenzione, visto che noi intendiamo "basso" come quella direzione vettoriale che ha come verso il centro di gravita' di un corpo di massa sufficientemente grande come la Terra.

Inoltre, alto e basso (anche in fisica) non sono, un po' come per il bambino nel fluido amniotico materno, concetti convenzionali, ovvero dipendenti solo dal sistema di riferimento considerato, che puo' anche variare a seconda delle convenzioni e dei sistemi di riferimento adottati?

Grazie


P.S.
Complimenti per gli ottimi articoli!

Alice Della Puppa ha detto...

Forse il termine "innato" non è dei più esatti, decisamente è tutto dipendente dal sistema di riferimento adottato, assumevo (senza specificarlo, erroneamente) un sistema "tipo" di cui la maggior parte delle persone ha esperienza diretta.
L'intento era quello di mostrare a chi come me non è un fisico, come di fatto la fisica sia un'osservazione della natura, in condizioni via via più complesse. Con i tuoi esempi, mi hai aiutato a prendere in considerazione un sistema che non avevo ipotizzato, grazie!
ì'
Grazie ancora per l'osservazione (che evidenzia un altro fondamento della scienza, ovvero "il mettere in discussione" nel tentativo di migliorare la nostra conoscenza) e per i complimenti.