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L'energia: tra scienza e pseudoscienza - Immoderati
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L’energia: tra scienza e pseudoscienza

Esistono, solo in Italia, centinaia di account social che giornalmente veicolano nozioni false riguardanti i più disparati ambiti scientifici. Non fraintendiamoci, sono sempre esistite forme di pseudoscienza ed è sempre minore il numero di seguaci che queste hanno grazie al continuo aumento dell’alfabetizzazione degli individui nel mondo. Un problema persistente, però, sono le ecochamber create dagli pseudoscienziati che stanno trovando sempre più modi di fare rumore. Questo, in un Paese dove le maggiori forze politiche degli ultimi 10 anni hanno costituito la principale cassa di risonanza per alcune teorie complottiste, crea una forma di confusione anche sui concetti più semplici che la comunità scientifica utilizza: uno tra questi è l’energia.  

Data la sua natura astratta, il concetto di energia è facilmente mistificabile. Ricorda il caso della parola “quantistica” nei film di fantascienza: utilizzata come causa e soluzione per ogni fenomeno di dubbia provenienza. Il solo fatto che ci sia la parola “energia” renderebbe automaticamente ogni frase plausibile. Sembra quasi che, non definendola, essa rimanga “modellabile”, così da poterla infilare ovunque uno pseudoscienziato voglia, con qualsiasi interpretazione fenomenica.

Spesso è molto difficile comprendere tutto questo, specialmente trasportandolo nella nostra estremamente complessa realtà. Basti pensare alla pandemia che stiamo vivendo e al prodigio scientifico mondiale della produzione di vaccini in meno di un anno. Nel mix che permette il proliferare di teorie pseudoscintifiche e semplicistiche, spesso, rientrano: una non poca dose di emotività, la capacità umana di vivere senza provare a capire la complessità del mondo ed i sempre presenti bias, che “scorrono potenti” in ognuno di noi sperimentatori soggettivi.

Poiché ritengo che sia davvero inaccettabile l’idea che qualcuno viva una vita senza provare a carpire la meraviglia di un concetto scientifico, proverò a dialogare per dare l’occasione di scoprirlo e, contemporaneamente, cercare di allentare la presa che la pseudoscienza ha sulle masse, o fare un briciolo di concorrenza.

Una premessa: per un fisico, o uno studente di fisica, le parole sono davvero importanti ed ogni cosa ha bisogno di essere definita. Qui sta la differenza tra uno scienziato e uno pseudoscienziato. L’unico problema è che spesso diventa davvero difficile poterlo fare, come per la definizione di “forza”. Non so se avete mai provato a chiedervi cosa sia una forza e da cosa nasce, però, so che nel farlo lo stesso Newton perse la testa e finì col “non fingere ipotesi”. Un altro esempio difficile è la “temperatura”: un modo per definirla è utilizzare lo strumento capace di misurarla; ma dire che “la temperatura è quella proprietà di un corpo che si misura tramite un termometro” ci fa sbattere il naso contro un’altra tautologia, poiché il termometro stesso deve essere definito a sua volta tramite il concetto di temperatura. Solo grazie a Boltzman si arrivò ad eguagliarla all’energia cinetica media delle particelle che formano un corpo (sì, sto parlando di energia prima di definire cosa sia l’energia, ma a breve ci arriviamo). Last, but not least, per un fisico ci sono poche cose che si possono esprimere e descrivere senza la matematica o con la stessa potenza che si avrebbe utilizzandola: la matematica, rappresenta un linguaggio estremamente efficace per spiegare dei ragionamenti sul come passare da uno “stato A” ad uno “stato B”. Per lo stesso motivo cercare di divulgare un concetto matematico, senza il linguaggio matematico, diventa estremamente complicato.  Accetto qui l’ardua sfida del provarci.

Dobbiamo anzitutto definire l’energia per capire cosa possa rappresentare e, per farlo, proverò a spiegare prima ciò che essa empiricamente non è: ovvero tutto. L’energia, a differenza di ciò che spesso sentiamo da pseudoscienziati, non esiste; non puoi toccarla, per quanto possa essere invitante l’idea di avere una super-salsa dell’universo da mettere sull’Hamburger, non puoi mangiarla e non puoi neanche vederla.

Questo perché l’energia è un puro e semplice concetto matematico, una “funzione”, che sappiamo funzionare -scusate la ripetizione- perché nessuno l’ha ancora smentita tramite degli esperimenti. Essa può assumere un numero finito di diverse forme e “mutare” da una forma all’altra, come se fossero diverse facce di uno stesso dado. Sono attualmente conosciute: l’energia cinetica, l’energia gravitazionale, l’energia elettrica, l’energia cosmic -ah no, quella ancora non esiste-, l’energia nucleare, l’energia chimica, l’energia elastica; infine, la massa rappresenta una forma di energia.

L’energia è importante poiché legata ad un principio, chiamato “principio di conservazione dell’energia”, che ad oggi risulta essere valido per qualsiasi fenomeno vogliate considerare. Tale principio, o legge, ci assicura l’esistenza di un valore matematico che, qualsiasi cosa accada, non varia. Preso un sistema di corpi, se provaste a calcolare questo valore prima e dopo che la natura abbia fatto il suo corso, scoprireste che esso sarà sempre uguale, rimane costante.

Un esempio per far capire l’astrazione e la potenza del principio di conservazione dell’energia è stato fatto da Richard P. Feynman durante delle lezioni tenute nel 1963 al California Institute of Technology (CALTECH, Pasadena), lezioni racchiuse poi nei famosi manuali chiamati “The Feynman Lectures on Physics”, accessibili gratuitamente online.

Feynman immagina un bambino giocare con 28 blocchetti di legno -ipotizziamoli indistruttibili- da solo in una stanza. Quando la madre torna dal figlio, a fine giornata, scopre una curiosa legge: non importa in che modo il bambino abbia giocato, i blocchetti rimangono 28 (“intuitivo” direste voi, o “grazie al piffero”, ma in realtà la stessa cosa non si potrebbe dire se i blocchetti non fossero indistruttibili). Giorno dopo giorno la legge continua ad essere valida, fino ad una sera in cui, contando i blocchetti, la madre ne trova solo 27. Con una breve ricerca scopre che il blocco rimanente era sotto il letto. Questo significa che, oltre ai semplici blocchi banalmente visibili, bisogna sempre cercare bene in casa per arrivare a 28. Dopo una settimana, i blocchi risultano essere solo 24 e dei 4 mancanti non se ne vede l’ombra. Nella stanza del bambino, però, è presente una scatola per giocattoli inaccessibile, poiché il piccolo grida ogni volta che qualcuno prova ad aprirla. La madre inventa così uno schema molto ingegnoso: pesa la scatola piena trovando un valore di 2,2kg. Sapendo che da sola questa pesa 1kg, mentre un singolo blocchetto pesa 0,3Kg, trova un modo per capire quanti ce ne sono, un “secondo termine” della sua equazione:

Ancora, qualche giorno dopo sembrano esserci delle nuove deviazioni: dei blocchi mancano all’appello, ma stavolta la scatola è vuota. Con più attenzione, la madre nota che il livello dell’acqua che era nella vasca da bagno sembra essere stranamente salito.

Il bambino deve aver lanciato i blocchi lì dentro, ma non si riescono a vedere, poiché l’acqua è troppo sporca. Deve trovare un nuovo modo per poter contare i blocchi nella vasca, sapendo che l’acqua arrivava, quella stessa mattina, ad una altezza di 60cm. Infila allora un altro blocchetto nella vasca e scopre che ogni blocchetto inserito alza il livello di 2 cm. Si aggiunge ora un nuovo termine alla sua legge:

All’aumento graduale della complessità del suo mondo, la madre trova una serie di termini che rappresentano i tanti modi in cui può trovare i blocchetti”.

L’analogia è perfetta. Il numero dei blocchi (in questo caso 28) rappresenta la quantità di energia propria di un sistema, e i vari modi che abbiamo per “ritrovarli” rappresentano i tanti aspetti differenti che l’energia può assumere durante una trasformazione. Prendiamo il caso di una biglia che si muove su di un piano, tra i quali è presente una forza frenante di attrito: l’energia cinetica iniziale, legata alla velocità della biglia, si trasforma in calore tramite il continuo sfregamento con il tavolino. In altre parole, se la velocità diminuisce, per come abbiamo definito l’energia cinetica, questa diminuirà; ma se la quantità di energia nel sistema deve rimanere costante dovrò cercarla in altri modi, ad esempio con un termometro.

Il bambino, invece, rappresenta tutte le possibili forze che modificano il nostro sistema, mentre l’aspetto più importante da ricordare è che, in realtà, i blocchi non esistono (e qui si dovrebbe eliminare il primo termine dell’equazione!).

Ora, una domanda risulterebbe legittima: se la madre non avesse saputo che i blocchi fossero indistruttibili, non avrebbe semplicemente potuto pensare che uno di essi si fosse distrutto? Ovviamente la risposta è sì, ma quello della madre è stato un semplice “guessing” per mantenere stretto un principio che sembrava ogni giorno più valido. Questa è un’altra analogia con ciò che, storicamente, è successo. Nei momenti in cui il principio sembrava essere violato, abbiamo provato a cercare l’energia mancante sotto forme diverse da quelle conosciute, e la cosa buffa è che le abbiamo sempre trovate. Dalla nascita della termodinamica consideriamo anche il calore come una forma di energia, perché corrispondeva alla “quantità mancante” nella nostra equazione.

Non sappiamo perché i fenomeni accadano in questi modi prevedibili; non abbiamo la più pallida idea del perché l’universo si comporti così bene con noi da lasciarci questo numero inalterato durante il naturale corso degli eventi; sappiamo solo che funziona. Trovo tutto questo sapere e non sapere tristemente meraviglioso.

Ancora più importante è l’idea che forme di energia differenti da quelle conosciute non devono spaventarci. Forme che un qualsiasi individuo, scienziato o guru, può presentarci, ma è nostro dovere richiederne una definizione precisa, anche matematica. Abbiamo bisogno di una dimostrazione per poter affermare che quella è una delle tante forme di energia e che, soprattutto, riesca a spiegare e prevedere fenomeni naturali. Affidarsi al metodo è il primo passo per divenire degli allievi Padawan dell’alto ordine della comunità scientifica.

Non importa quanto sia bella la tua ipotesi, non importa quanto intelligente sia la persona che l’ha formulata o quale sia il suo nome. Se non è in accordo con gli esperimenti è sbagliata.

1 comment

Dario Greggio 21/04/2021 at 17:44

grazie

ps: “pseudoscintifiche” 🙂

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