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Titolo: di una gravita' sostanziale

Newton riteneva che l'esistenza dello spazio assoluto
a cui riferire il moto di tutti gli altri corpi celesti
si giustificasse con l'etere cioè una sostanza.
Questa teoria rimase in vita fino al 1880,
cioè fino a quando un fisico di nome
Michelson cercò di provarne sperimentalmente
l'esistenza.
Costruì un aggeggio che dividendo un raggio
di luce in due poi ne specchiava il risultato
e lo rimandava a un oculare. Variazioni infinitesime
della velocità della luce avrebbero fatto spostare
la riga di interferenza nell'oculare.
Ora, puntando l'apparecchio in direzione
del moto terrestre e in direzione perpendicolare
ad esso si sarebbe dovuta registrare una
differenza fra le due misurazioni.
Michelson non trovo nessuna variazione
anche puntando l'apparecchio in tutte le altre
direzioni possibili. Vinse il premio Nobel
per non aver scoperto nulla ma aveva definitivavente
aperto la strada al vuoto, alla velocità costante
della luce e tutte le conseguenze relativistiche
successive.
Ora, non è che i principi di Newton fossero
stati falsificati da questa esperienza ma dovettero
subire le necessarie correzioni.
Ad esempio la moderna definizione di
campo gravitazionale è la seguente:
"L'attrazione mutua dei corpi è dovuta al *campo gravitazionale*
che, così come gli altri campi fisici e le sostanze è una
delle forme della materia"
Dunque sembrerebbe che la sostanza etere sia
stata semplicemente sostituita dalla sostanza
campo gravitazionale.
Le cose stanno davvero così?
ciao
Massimo


Caro Massimo,
nella teoria della misura (e anche secondo Einstein stesso), va
riportata l'esperienza e i commenti (a parte).
Anche nella tua esposizione ciò è avvenuto, ma il commento che
l'osservazione di un campo sarebbe una sostanza  ancora non mi era mai
capitato di sentirla ...
: - )
La scienza studia i "per come", li etichetta, li usa.
Se io "osservo" che due corpi si respingono misurerò se ciò è
proporzionale alla loro massa, alla loro distanza, alla loro forma, etc
poi chiamerò tale "proprietà" per esempio elettromagnetismo.
Se io "osservo" che due corpi si attraggono misurerò se ciò è
proporzionale alla loro massa, alla loro distanza, alla loro forma, etc
poi chiamerò tale "proprietà" per esempio gravità.
La scienza non si illude di conoscere un ente, si propone solo di
misurarlo tramite dei parametri che gli consentano un modello predittivo
dei valori che non siano misurati esplicitamente.
Si propone quindi un sistema di rappresentazione, non l'ente in sè, o
ciò che sia la sub-stamziam dell'ente.
E' perciò che si demarca funzionalmente la speculazione scientifica e
quella filosofica.
Nella scienza non vi sono opinioni, ma riscontri che confermano o no una
teoria.
Nella filosofia vi sono opinioni, in quanto/*[o finquando]* non si
adotta un metodo di verifica (o falsificabilità).
Ecco perché non si riesce a venir fuori dalla dialettica sulla
falsificabilità di Newton o altri:
Perché non ci si è messi daccordo di volere usare un metodo oggettivo
(scientifico) e non soggettivo (filosofico).
Non che la soggettività sia necessariamente sbagliata, ma è -finché
soggettiva- *non verificabile* (non vale il principio di
falsificabilità).
Saluti, L.

 di nome Michelson cercò di provarne sperimentalmente l'esistenza.
A me risulta che l'esperimento di Michelson e Morley sia del 1887.
In quell'epoca la stragrande maggioranza dei fisici erano sicurissimi della
esistenza dell'etere.
Tuttavia già nel 1870 Carl Neumann aveva messo in evidenza alcuni dei
problemi di fondo dell'impostazione newtoniana che sono emersi nel thread
che abbiamo dedicato a Newton. Egli era giunto alla conclusione che l'unico
modo per dare un senso compiuto a tutta la costruzione dei _Principia_ fosse
quello di ipotizzare l'esistenza, da qualche parte nell'universo, di un
corpo perfettamente immobile, che egli chiamò "corpo alpha". Questo è uno
dei classici casi in cui la toppa è peggio del buco, tuttavia il lavoro di
Neumann resta importante perché, prima di uscirsene con quella proposta
bislacca, egli fa appunto una attenta analisi della inconsistenza del
sistema newtoniano.
Nel 1883 finalmente compare il lavoro di uno di quei rarissimi fisici che
hanno anche una notevole sensibilità filosofica, ovvero _Die Mechanik in
ihrer Entwicklung historisch-kritisch dargestellt_ [La meccanica nel suo
sviluppo storico-critico] di Ernst Mach. In questo testo Mach si chiede -
come abbiamo fatto noi - quale sia il sistema di riferimento "universale" da
usare per descrivere la meccanica newtoniana. Egli si rende conto che Newton
non ce lo dice, ma ce lo fa solo capire, sicché in qualche modo ognuno di
noi, leggendo Newton, arriva ad intuire ciò che in Newton resta implicito.
Mach sostiene proprio questo, ovvero che il sistema di riferimento
"universale" resti definito in modo *implicito* dalle leggi di Newton (a
prescindere dalla astruserie metafisiche dello "Scolio", che per altro
Newton *non usa mai* nel resto dei _Principia_), dopodiché egli giunge alla
conclusione che questo sistema di riferimento non possa che esse un sistema
di riferimento "solidale con le stelle fisse".
Ora che Mach ha chiarito quale sia questo sistema di riferimento, gli si
apre la strada per due considerazioni complemetari:
1) Innanzi tutto egli osserva che se il sistema di riferimento "universale"
deve essere "solidale con le stelle fisse", siccome noi non crediamo più
alle sfere celesti cristalline mosse dalle essenze angeliche, è abbastanza
evidente che di fatto stiamo scrivendo la fisica rispetto alla
"distribuzione media della massa nell'universo". Ne viene che le proprietà
dinamiche di un oggetto (come, in particolare, la sua massa) dipendono solo
dalla distribuzione nell'universo di tutti gli altri oggetti.
2) Inoltre egli affronta la questione del "secchio rotante", che secondo
Newton avrebbe dovuto essere la prova provata della "effettiva immobilità"
(che significa?) delle "stelle fisse". Con un ragionamento analogo a quello
che io ti ho esposto nel recente thread su Newton, Mach mostra che non c'è
nessuna ragione oggettiva per dire che è il secchio a ruotare rispetto alle
stelle, anziché il contrario.
Queste due osservazioni sembrano essere in contrasto fra di loro: la prima
sembra suggerirci che come sistema di riferimento dobbiamo prendere quello
"universale medio", mentre la secondo sembra suggerirci che ne possiamo
prendere uno qualunque. In realtà però la prima non dice che il sistema di
riferimento "universale" debba essere quello "medio dell'universo". Dunque
la sintesi di questi due aspetti è che noi possiamo scrivere la fisica
rispetto qualunque sistema di riferimento, ma poi le proprietà dinamiche dei
corpi sono determinate dalla distribuzione media delle masse nell'universo.
Ne segue che se come sistema di riferimento ne prendiamo uno che è solidale
con quella distribuzione media, alcune formule risulteranno semplificate. Ad
esempio nel caso del "secchio rotante" scompariranno i termini legati alla
"rotazione delle stelle fisse".
Nel 1885 Ludwig Lange, che aveva anch'egli ben compreso le difficoltà di
fondo della meccanica newtoniana, tenta anch'egli di uscire dalle difficoltà
nelle quali ci siamo imbattuti anche noi, e lo fa introducendo il concetto
di "sistema di riferimento inerziale". In realtà anche questo concetto
presenta non poche difficoltà (tant'è che sto ancora aspettando che qualcuno
mi dia una definizione essenziale o operativa che sia - di "sistema di
riferimento inerziale), tuttavia rispetto al "moto assoluto" di Newton si
tratta già di un bel passo avanti, se non altro perché c'è l'acquisizione
della consapevolezza di alcuni problemi di fondo.
Tutti questi lavori vengono ampiamente ignorati dalla stragrande maggioranza
dei fisici, i quali per lo più non riescono nemmeno a rendersi conto di
"quale sia il problema", e considerano certe critiche delle seghe mentali
sofistiche che interessano solo i filosofi.
Anche quando nel 1887 Michelson e Morley si prendono il paletto nei denti,
questo non si trasforma nella consapevolezza che "c'è un problema", tant'è
che subito Lorentz ed altri si mettono al lavoro per "salvare l'etere", e di
fatto ci riescono, anche se si ritrovano costretti ad introdurre delle
ipotesi aggiuntive che appaiono "sospette" a molti fisici.
Solo nel 1905 compare il famoso articolo di Einstein, _Zur Elektrodynamik
bewegter Körper_ [Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento], nel quale
vengono gettate le basi per l'approccio "relativistico" alla descrizione
dello spazio-tempo. Teniamo presente che in questo articolo Einstein non fa
altro che applicare in modo rigoroso il vecchio "principio di relatività
galileiana". Galileo, con il famoso esempio della nave che si muove a
velocità costante, aveva infatti già enunciato il principio secondo il quale
se abbiamo due osservatori che si muovono di moto rettilineo ed uniforme
l'uno rispetto all'altro, e questi si mettono a fare degli esperimenti, essi
"osservano la stessa fisica": trovano le stesse leggi, le stesse costanti
universali, eccetera. Insomma, non esiste un esperimento che essi possano
fare e che permetta loro di trovare una qualche "asimmetria" in base alla
quale uno dei due possa dire di essere "effettivamente in quiete" o
"effettivamente in moto". Rispetto a questa profonda intuizione di Galielo
l'approccio di Newton era stato un passo indietro. Ora Einstein, a distanza
di oltre due secoli, veniva a riprendere quel filo interrotto. Infatti se
noi abbiamo dei fenomeni che dipendono dalla velocità della luce, allora la
velocità della luce è una costante universale che potrebbe "fare la
differenza". Già, potrebbe, ma siccome il principio di Galileo ci dice che è
impossibile "fare la differenza", allora bisogna che la velocità della luce
sia *la stessa* per tutti gli osservatori che si trovano in moto rettilineo
ed uniforme l'uno rispetto all'altro. Questo fatto per noi è
controintuitivo, nel senso che è incompatibile con la nostra intuizione
geometrica dello spazio. Tuttavia se ammettiamo che la nostra intuizione
geometrica in questo caso sia inadeguata, e partiamo da quel principio
"sospendendo il giudizio", con pochi passaggi arriviamo a ricavare le famose
trasformazioni spazio-temporali che Lorentz aveva già introdotto per cercare
di "salvare l'etere". Ebbene, nonostante il lavoro di Einstein fosse una
"semplice" (si fa per dire) applicazione del vecchio "principio di
relatività galileiano", la maggior parte dei fisici reagirono al lavoro di
Einstein ingnorandolo, non capendolo, avversandolo, eccetera.
Dunque quella oggi chiamiamo "relatività ristretta" in sostanza si basa
sull'assunto galileiano secondo il quale tutti quelli che oggi chiamiamo
"sistemi di riferimento inerziali" sono equivalenti fra di loro. Tutta
questa fatica per "tornare a Galileo". Ma ora che Einstein aveva fatto
questo passo (e già la maggior parte dei fisici si era persa per strada) si
trattava di "arrivare a Mach". Questa impresa richiese a Einstein una decina
di anni di lavoro, e solo nel 1915 egli presentò - in una serie di
conferenze - quella che oggi è nota come "relatività generale". Se la
relatività ristretta è fondata sulla equivalenza di tutti i sistemi di
riferimento inerziali, quella generale è fondata sulla equivalenza di
*tutti* i sistemi di riferimento. Come abbiamo visto Mach aveva già
perfettamente compreso questa cosa, e per di più egli aveva anche intuito
che tutto questo discorso doveva in qualche modo essere legato alla "massa".
Infatti, come sappiamo, la "relatività generale" è anche una "gravitazione
universale". I due aspetti della teoria sono inscindibili. Quando, nel 1818,
Einstein cercò di chiarire quali fossero i fondamenti della sua nuova
teoria, accanto al principio di relatività [galileiano]  nominò quello che
egli stesso battezzò "principio di Mach". Einstein lo formula in modo molto
tecnico: «Principio di Mach: il campo G è completamente determinato dalle
masse dei corpi. Poiché massa ed energia sono secondo i risultati della
teoria della relatività speciale la stessa cosa, e l'energia è descritta
formalmente dal tensore d'energia simmetrico [...], ciò significa che il
campo G è fissato e determinato dal tensore d'energia della materia». Ma a
parte i tecnicismi, le idee di fondo sono quelle che ho esposto sopra.
Solo grazie all'autorevole parola di Einstein la comunità dei fisici scoprì
Mach, e si rese conto che già alcuni anni prima che Michelson e Morley
facessero il loro esperimento per "trovare l'etere" c'era chi, procedendo
col rigore della logica e con una notevole sensibilità filosofica, aveva
scritto ciò che molti di loro avrebbero capito solo molti anni più tardi.
Come è noto i fisici ed i matematici hanno bisogno che arrivi qualcuno che
certe cose gliele spieghi "nella loro lingua". Ad esempio i problemi di
"antidiagonalizzazione" erano già perfettamente noti agli antichi megarici,
ma se non fosse arrivato Goedel i matematici avrebbero continuato a pensare
che quelle erano le solite pippe mentali dei filosofi.
Se ora mi fosse chiesto di usare la sfera di cristallo per dire quale sarà
la prossima cosa che i fisici scopriranno per ultimi, dopo che sarà arrivato
qualcuno a spiegarlo "nel loro linguaggio", credo che si tratterà della
comprensione del fatto che a partire dai fenomeni di decoerenza si può
costruire una interpretazione esauriente e consistente della meccanica
quantistica. Per ora sono ancora convinti che la decoerenza possa essere
utilizzata solo nell'ambito delle interpretazioni di tipo "many wor(l)ds" o
altre più o meno equivalenti (come le "consistent histories").
Questo ovviamente non ci deve spingere a sottovalutare il lavoro di quei
geni che riescono a "spiegare ai fisici con parole loro" certe intuizioni
che i filosofi posseggono già da tempo. Trasformare le intuizioni di Galileo
nella elettrodinamica dei corpi in movimento è una cosa che vale non uno, ma
due Nobel. E trasformare le intuizioni di Mach nella teoria della relatività
generale di Nobel ne vale quattro. E che dire di Goedel, che a partire da
una antinomia nota alla filosofia da millenni, che ai più sembrava un gioco
di parole, ottiene un teorema matematico che scuote le fondamenta della
matematica e della logica? Tanto di cappello.
La questione, piuttosto, è un'altra. Ed è che molti fisici e matematici
sembrano soffrire di una forma grave di "horror vacui". Come abbiamo visto
già nella seconda metà del XIX esistevano tutti i mezzi concettuali per
poter dire: «signori, con la meccanica newtoniana abbiamo un problema».
Invece cosa è accaduto? E' accaduto che menti lucidissime e rafinatissime
quel problema lo hanno sistematicamente rimosso, allontanato da sé, a tal
punto che anche quando la consapevolezza del medesimo era diventata cruciale
per la soluzione di certi altri problemi imposti dalla evidenza
sperimentale, ancora allora esso venne sistematicamente e "inspiegabilmente"
(si fa per dire) ignorato, finché arrivò la "mente fresca" del giovane
impiegato dell'ufficio brevetti di Berna.
Anzi, a voler essere precisi già un paio di secoli prima c'erano i mezzi per
rendersi conto che "c'era un problema", perché se Newton in quello "Scolio"
si scaglia a testa bassa contro "il volgo", che non si rende conto della
essenza del "moto assoluto", è perché già era in corso da tempo fra le teste
più fini una bella polemica circa il "moto relativo" ed il "moto assoluto".
Ora, se quella polemica fosse stata recepita, Newton avrebbe dovuto
costruire il suo sistema su una "sospensione di giudizio", sulla
consapevolezza di portarsi dietro dei problemi irrisolti. E questo, a quanto
pare, è assolutamente vietato.
Si ha quasi l'impressione che esista una sorta di complementarità: più uno è
bravo come fisico e matematico, meno è disposto a tollerare i avere dei
"problemi in sospeso"; e - al contrario - più uno è disposto a convivere con
questi "problemi" (cioè più ha la personalità del "segaiolo mentale"), meno
è bravo a ricavare equazioni e dimostrare teoremi. Quando penso che dei geni
lucidi e raffinati come Einstein e Feynman parlavano della "Natura" come se
fosse una specie di entità metafisica antropomorfa che istituiva delle sue
"leggi", che noi poi ci dovevamo impegnare a "scoprire", come se lo
scienziato - novello Prometeo - fosse chiamato a trafugare le "carte
segrete" della Divinità, resto sgomento. Verrebbe da dire: «guarda carino
che è tutto nella tua testa», se non fosse che poi ti senti accusare di
essere "idealista", che come è noto è un grave reato.
Sembra che per poter fare efficacemete della fisica e della matematica si
debba viverle come delle religioni, ovvero come antitesi del dubbio,
rendendosi disponibili a recepire il dubbio solo quando esso è già maturo
per essere trasformato in un nuovo dogma (le famose "rivoluzioni
scientifiche", che puntualmente destituiscono un tiranno per sostituirlo con
un altro). Al posto delle Scritture, i Teoremi e le Equazioni. D'altra
parte, a pensarci meglio, non sorprende che abbia più energie e potenza di
fuoco per penetrare delle forme di conoscenza chi cerca in esse la propria
"salvezza". In fondo è una questione di vita o di morte, e si sa che il
bisogno aguzza l'ingegno.
-- 
Saluti.
D. 

 Le cose stanno davvero così?
Sì e no. L'etere è una "sostanza" che si colloca in uno spazio(tempo)
euclideo. Più che altro si è passati da uno spazio (spaziotempo)
euclideo ad uno Riemanniano. E' lo spazio che irrompe nella fisica,
*con i suoi attributi*, come fattore esplicativo del moto, invece di
essere un vuoto e neutro contenitore (una "categoria a priori", secondo
Kant). Dunque, in un cero senso, lo spazio "è materia" anch'esso.
Si può dire che il campo è una manifestazione delle proprietà
(geometriche) dello spazio-tempo.

 Saluti, L.
Saluti
Massimo

 Massimo
Idem
-- 
Emilio? Voil'him!
Ateo ed anarchico per grazia di Dio e volonta' della Nazione.
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
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 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 
Sul bene il sistema non è inerziale ...
: - )
Saluti, L.

 Massimo
Saluti ad entrambi
A. C. 

 Ateo ed anarchico per grazia di Dio e volonta' della Nazione.
prrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr