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Timestamp: 2020-07-07 18:56:31+00:00

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giovanni villani | Chimicare
Pubblicato 31 Maggio 2014 2 Giugno 2014 Da chimiComprende
Alla nascita della scienza moderna, il programma scientifico riguardante il vivente, delineato da Cartesio per la prima volta nel Discours de la méthode (1637), era fondato sulla convinzione che tutte le funzioni vitali degli organismi, anche le più complesse e indecifrabili, fossero in definitiva riconducibili a processi e relazioni di tipo fisico-meccanico. Tale programma aveva lo scopo di riportare le misteriose forze della vita all’ambito di tecniche di analisi e di controllo tipicamente fisico. Il principio dell’unità e dell’uniformità della natura, che d’ora in poi costituirà una delle grandi eredità del meccanicismo, puntava a fare della biologia e della medicina una semplice sezione della fisica, soggetta agli stessi procedimenti logico-matematici e alla stessa legalità scientifica. Continua...
Pubblicato 17 Maggio 2014 19 Maggio 2014 Da chimiComprende
Articolo 12/15.
Una discussione generale sulla spiegazione scientifica è al di fuori di questo contesto. Noi qui abbiamo di mira solamente un aspetto particolare del problema della spiegazione scientifica: il tipo di spiegazione che si ottiene utilizzando il piano molecolare. Come si vedrà meglio in seguito, ciò equivale a parlare del tipo di spiegazione che fornisce la chimica e la sua specificità rispetto a quella fornita da altre discipline.
Fino a qualche decennio fa la posizione predominante a livello epistemologico era che la spiegazione scientifica era unitaria e assimilabile a quella che si applicava alla fisica, quella che si basa sulle leggi di natura. Tale posizione si basava sull’idea che era proprio questo tipo unificante di spiegazione che rendeva scientifica una branca del conoscere. Attualmente, questa posizione è minoritaria ed è riconosciuto, a livello epistemologico, una diversità di spiegazioni scientifiche.
Il principale modello di spiegazione fisica è quello nomologico-deduttivo descritto da Hempel e Oppenheim nel 1948. Secondo questo modello il fenomeno empirico – l’explicandum – è spiegabile in termini di un explicans, costituito da un complesso di leggi naturali e da certe condizioni iniziali. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato aggregati molecolari, Brian Goldwin, chimica, Duhem, energetismo, epistemologia, fenomeni chimici, filosofia chimica, giovanni villani, Hempel, leggi naturali, molecole, Ostwald, struttura molecolare Lascia un commento
Pubblicato 10 Maggio 2014 12 Maggio 2014 Da chimiComprende
Articolo 11/15.
In questo articolo tratteremo della “realtà” del mondo microscopico. Fino all’Ottocento inoltrato, molti scienziati ritenevano che il concetto di atomo (e di molecola) fosse “utile”, ma non si esprimeva o era scettico sulla realtà di questi enti. Con l’inizio del XX secolo, sembrava che la realtà degli atomi fosse acclamata (non fosse altro che per i numerosi modi di “contarli”, trovare, cioè il numero di Avogadro). È arrivato, poi, l’atomo quantistico con le sue “stranezze” e il problema si è riaperto. In questo articolo parleremo proprio della realtà del mondo microscopico, lasciando al successivo articolo il compito di chiarire come questo mondo microscopico si connette (e “spiega”) a quello macroscopico.
Il consolidarsi della meccanica quantistica, e della corrispondente visione scientifica del mondo microscopico, ha lasciato aperto molti problemi generali e filosofici, il principale di questi problemi è proprio quello ontologico: che realtà attribuire agli enti scientifici microscopici come particelle elementari, atomi, molecole, ecc.? Che differenza c’è tra un “oggetto” del micro e uno del macro mondo?
Qui cercheremo di dare una risposta alla fondamentale domanda del mondo microscopico: all’atomo quantistico, che ha delle caratteristiche “strane”, possiamo attribuire la stessa realtà che si attribuisce ai fogli di carta su cui è scritto un libro? Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato atomi, Bachelard, cultura chimica, Einstein, filosofia della chimica, giovanni villani, Heisenberg, macromondo, micromono, Niels Bohr, punto di vista scientifico, realtà del mondo, realtà percepibile, storia della chimica 3 commenti
Pubblicato 2 Maggio 2014 5 Maggio 2014 Da chimiComprende
Articolo 10/15.
Tutti i tipi di strutture sono dinamici e nel lavoro precedente abbiamo accennato alle differenze tra le strutture indipendenti dall’ambinete e quelle che sopravvivono solo in presenza di scambi con esso. Entriamo adesso nel dettaglio degli aspetti dinamici della struttura molecolare. Essi introducono in chimica il tempo in due modi: uno periodico e l’altro irreversibile, ambedue importanti in questo mondo microscopico. Il tempo molecolare periodico è legato alla flessibilità della struttura, per esempio all’oscillare simultaneo degli atomi intorno alla loro posizione di equilibrio (modi normali di vibrazione). A tale tempo sono correlate una serie di proprietà macroscopiche evidenziabili con apposite interazione tra la molecola e diversi tipi di radiazione (spettroscopie).
L’altro tempo presente nel mondo molecolare è quello di “nascita-morte” delle molecole, cioè il tempo legato alle reazioni a livello molecolare, ed è irreversibile nel senso che distrugge una struttura per formarne un’altra. In questo caso si dice che è avvenuta una reazione chimica e dall’originale molecola (reagente) si è formata una nuova molecola (prodotto), con una diversa struttura molecolare. Continua...
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Pubblicato 27 Aprile 2014 28 Aprile 2014 Da chimiComprende
Articolo 9/15.
Da sempre, il concetto di ente e quello di trasformazione sono il binomio con cui spiegare la persistenza e la variabilità di tutto il mondo che ci circonda, da quello inanimato a quello animato, all’uomo e ai suoi prodotti. Nei lavori precedenti ci siamo soffermati soprattutto sugli enti. In questo e nel prossimo ci soffermeremo sul concetto di trasformazione, trattando sia gli aspetti generali, in questo lavoro, sia gli aspetti chimici, nel prossimo, noti con il nome di reattività.
Tutti gli enti, e le loro proprietà, sono dinamici per natura. Di realmente statico nell’universo non esiste niente, e, tuttavia, non tutto si trasforma alla stessa velocità. Sono proprio le differenti velocità di trasformazione dei diversi enti che ci consentono di parlare di “enti” come oggetti statici e indipendenti dal tempo. Le differenti velocità di trasformazione determinano la scala dei tempi che, con quella della dimensione e dell’energia, ci consente di separare il “complesso” che evolve in una parte statica e una dinamica in trasformazione. È, infatti, questa scala dei tempi che ci permette di differenziare concettualmente i vari processi in gioco, annullando i processi che operano lentamente nell’intervallo dei tempi in esame, ottenendo proprietà e enti statici, accanto ad altre proprietà e enti in reale trasformazione in quell’intervallo di tempo. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato cambiamenti, chimica, cultura chimica, epistemologia, filosofia chimica, fisica, giovanni villani, mutamenti, Prigogine, processi irreversibili, reazioni, termodinamica, trasformazione chimica, trasformazioni in scienza, trasormazioni Lascia un commento
Pubblicato 19 Aprile 2014 21 Aprile 2014 Da chimiComprende
Articolo 8/15.
In questo lavoro ci occuperemo della struttura molecolare, mostrando come una molecola (ente strutturato=sistema) è diversa dalla somma dei suoi costituenti. Per prima cosa andiamo a chiarire che cosa si debba intendere per “struttura” in questo contesto. Si dice che un sistema è dotato di struttura quando l’insieme delle parti costituenti presenta due caratteristiche: tali parti sono in certe relazioni stabilite, e per un tempo sufficientemente lungo rispetto ai fenomeni che si stanno considerando, e tali relazioni modificano i componenti, rendendo specifica e unica questa aggregazione.
Dal punto di vista storico, nell’atomismo greco la nascita e la morte sia degli oggetti inanimati sia di quelli animati era da essi attribuita al formarsi e al dissolversi degli aggregati di atomi. Tali aggregati, tuttavia, erano estemporanei e non portavano mai a un “cambiamento” delle parti costituenti tali da formare un ente nuovo, un ente con una sua “struttura”. Queste aggregazioni erano, infatti, meccaniche, dovute al trovarsi per un certo tempo e nella stessa regione di spazio di alcuni atomi che, per le caratteristiche intrinseche di tali atomi, mai potevano portare ad una reale loro modifica. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Definizioni e Distinzioni, Filosofia Chimica Contrassegnato Butlerov, cultura chimica, epistemologia, giovanni villani, Kekulé, molecola, storia della chimica, struttura chimica, struttura molecolare 2 commenti
Pubblicato 13 Aprile 2014 14 Aprile 2014 Da chimiComprende
Articolo 7/15.
Oggi il concetto di struttura è fondamentale in molti campi del sapere, dalla matematica alla linguistica. Esso è sicuramente indispensabile nell’ambito delle scienze sociali ed umane, ma, come si è cercato di mostrare nel libro, esso è fondamentale anche nelle scienze naturali. La chimica utilizza tale concetto da oltre un secolo per descrivere una proprietà fondamentale del mondo molecolare: la “struttura molecolare”, che tratteremo in dettaglio nel prossimo articolo. Tale disciplina può, quindi, giustamente aspirare a divenire un punto di riferimento, rispetto alle problematiche introdotte da questo concetto, per tutte le discipline che usano o potrebbero usare il concetto di struttura.
La meccanica quantistica è stata una vera rivoluzione rispetto a quella classica su molti concetti. Questo è vero anche per il concetto di struttura, anche se pochi lo hanno analizzato. Nella meccanica classica, le leggi della gravitazione newtoniana consentono a un pianeta di girare in più modi intorno al sole: il pianeta può percorrere una qualsiasi orbita di forma ellittica. Le orbite specifiche, percorse, di fatto, dai pianeti, non possono essere determinate dalle leggi fondamentali del moto. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato concetto di struttua, cultura chimica, fisica quantistica, giovanni villani, meccanica quantistica, modelo atomico, organizzazione molecolare, principio di indeterminazione, Rutheford, scala quantica, sistema planetario, struttura molecolare Lascia un commento
Pubblicato 4 Aprile 2014 7 Aprile 2014 Da chimiComprende
Articolo 6/15.
Agli inizi del XX secolo, la teoria atomica era praticamente universalmente accettata. Se ha senso in scienza usare una data come spartiacque, la pubblicazione del libro Les Atoms di Jean Perrin nel 1913 segnò la definitiva vittoria dell’atomismo. Per esempio, Perrin usando tredici metodi sperimentali diversi, determinò il valore del numero di Avogadro e tutti erano consistenti, mostrando in maniera inequivocabile che gli atomi si potevano “contare”. Il successo di Perrin convinse anche Wilhelm Ostwald e Henri Poincaré, che erano stati scettici sulla reale esistenza degli atomi, a ricredersi. Dice Poincaré: “l’ipotesi atomica ha recentemente acquisito abbastanza evidenza da cessare di essere una mera ipotesi”. Nel breve volgere di un trentennio (dal 1896, scoperta della radioattività, al 1927, con la formulazione del principio di indeterminazione di Heisenberg), tra l’altro a cavallo del libro di Perrin, cambiò tutto, con la nascita dell’atomo quantistico e le sue “strane” caratteristiche.
Per poter parlare dell’atomo della meccanica quantistica, bisogna iniziare dall’atomo del modello di Bohr del 1913 che rappresenta il primo modello atomico con la quantizzazione dell’energia (e delle orbite elettroniche). Continua...
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Pubblicato 30 Marzo 2014 5 Aprile 2014 Da chimiComprende
Articolo 5/15.
La rinascita del concetto greco di atomo viene di solito attribuita a Pierre Gassendi. Ovviamente, la visione atomistica greca non era mai sparita del tutto dal panorama culturale occidentale, anche se fortemente avversata dalla Chiesa. Occorreva, tuttavia, un uomo di chiesa, Gassendi era canonico a Digne, per potere, se non eliminare almeno ridurre, il collegamento tra atomismo e ateismo. Gassendi nella sua formazione filosofica metteva insieme tre culture: quella medioevale clericale, quella rinascimentale e quella scientifica. Egli si proponeva di fare una sintesi di queste tre visioni, per molti aspetti opposte. L’immagine del mondo della materia di Gassendi somigliava a quella di Democrito, a parte le differenze dovute a considerazioni teologiche. Gli atomi erano anche qui invisibili, ma non privi di estensione, erano divisibili matematicamente, ma non fisicamente; la natura ultima di questi atomi consisteva di soliditas, ossia di fermezza e impenetrabilità; essi erano pertanto sostanze permanenti e invariabili, che non differivano tra loro in qualità. Anche per Gassendi le proprietà caratteristiche dei singoli atomi erano la moles (la dimensione) e la figura (la forma), mentre come terza proprietà veniva aggiunta il pondus (il peso), che in realtà, era già stato aggiunto da Epicuro. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato atomismo, atomo, Auguste Comte, Berthelot, Berzelius, dalton, epistemologia, giovanni villani, Kekulé, Mendeleev, Pierre Gassendi, storia dell'atomo, storia della chimica, teoria atomica 6 commenti
Pubblicato 22 Marzo 2014 24 Marzo 2014 Da chimiComprende
Articolo 4/15.
I concetti di elemento, composto e quello più antico (ma ora in disuso) di principio, costituiscono, insieme a quello di molecola (per il concetto di atomo vale un discorso a parte, essendo, solo parzialmente, un concetto chimico) la base concettuale della chimica. Su di essi si è costruita tutta la fitta rete di concetti, e relativa parte sperimentale, della nostra disciplina. Per questo motivo, seppure trattati specificatamente in questo articolo, il loro ruolo è essenziale (e, come vedremo, ritornerà spesso in primo piano) all’interno di tutto il libro e di quest’insieme di articoli.
Da un punto di vista scientifico, i problemi connessi a questi concetti di base sembrano lontani nel tempo e si ritiene che i pochi problemi (soprattutto “linguistici”) rimasti, risiedano solamente in ambito didattico. Io credo che una rivisitazione e chiarificazione di questi concetti sia, invece, essenziale, soprattutto (ma non solo) in un’ottica “culturale” della chimica.
La differenzazione che la chimica fa della materia in tantissime (e sull’aggettivo ritorneremo) entità è un qualcosa che si è costituito lungo la storia di questa disciplina. Continua...
Pubblicato in "i Lunedì della Cultura Chimica", Filosofia Chimica Contrassegnato atomo, concetto di materia, concetto di sostanza, definizione, elemento, giovanni villani, iupac, la chiave del mondo, sostanza chimica 3 commenti

References: Articolo 12

Articolo 11

Articolo 10

Articolo 9

Articolo 8

Articolo 7

Articolo 6

Articolo 5

Articolo 4