La termodinamica: dal macroscopico al microscopico

 

Se fosse un romanzo giallo...

Se fosse un romanzo giallo sarebbe di quelli che cominciano con la scena di un cadavere. Un morto con un po' di gente intorno. Un'immagine un po' drammatica, ma per fortuna la storia che raccontiamo è una storia di idee, e quello che si vede nella nostra scena potrebbe essere il cadavere di un'idea: l'idea che la fisica classica possa spiegare tutto.

Attorno alla vittima alcuni amici e conoscenti: la matematica, la chimica, la biologia, la tecnologia, la filosofia e una folla attonita di pensatori vari. Tra questi anche i possibili eredi, preoccupati pure loro, perchè non sanno ancora bene cosa gli riservi il futuro (nuove teorie, ma quali?).

La scena è ambientata agli inizi del '900. Le indagini sul delitto sono ancora aperte. Molti si sono fatti avanti per spiegare quello che è successo.

Qualcuno dice che si è trattato di un atto rivoluzionario. La fisica classica si era adagiata sulle sue conquiste diventando scienza normale, rigido paradigma, senza accorgersi che le "anomalie" covavano nei laboratori e che, partendo da queste, qualcuno avrebbe incrinato definitivamente le sue resistenze. Il problema, dunque, è quello di individuare quando è scattato l'atto rivoluzionario e chi l'ha promosso. (Questa la possiamo chiamare versione kuhniana, semplificata).

Qualcun altro dice che la fisica classica, essendo una buona teoria fisica, conteneva i presupposti della sua fine naturale. Infatti, fin dalla sua nascita una buona teoria è progettata per essere criticata, per permettere cioè l'individuazione degli esperimenti cruciali che la falsificheranno. C'è voluto tempo, ma alla fine questi esperimenti sono stati trovati e la fisica classica, come descrizione efficace del mondo fisico, è stata superata. Il cadavere, ovvero l'idea che la fisica classica potesse costituire una sorta di "spiegazione finale", in realtà non è mai esistito; quello che gli astanti osservano è ciò che resta di un decesso naturale. Il problema, dunque, è quello di individuare quando sono stati effettuati gli esperimenti cruciali e chi li ha fatti. (Questa la possiamo chiamare versione popperiana, semplificata)

A sostegno di queste e altre versioni si raccolgono gli indizi: la radioattività (che si trova), l'etere (che non si trova più), i tubi catodici con gli elettroni e i raggi X (che sono nuovi), gli atomi (che sono vecchi, ma esistono davvero?).

Passano gli anni. Certi dettagli della vicenda non interessano più. Ci si limita a ricordare la storia per sommi capi, la si tramanda in modo semplificato, così che la capiscano anche i profani. Cosa n'è rimasto? Nella maggior parte dei casi, solo una breve introduzione ai corsi di fisica moderna; una riscostruzione sintetica, basata in parte su alcuni esperimenti cruciali (ma spesso casuali) e in parte su alcune idee rivoluzionarie (Planck, Einstein, Bohr,...). Ma un lettore attento di romanzi gialli non può accontentarsi di soluzioni superficiali, che possono nascondere i veri colpevoli e le vere vittime. Conviene tornare sulla scena del delitto e cercare di capire meglio...