RICHARD FEYNMAN, UNO SCIENZIATO DA CONOSCERE

Richard Feynman  è stato un fisico statunitense; nacque a NY 11 maggio 1918,  morì il 19 febbraio 1988 all’età di 69 anni, dopo aver dato molto della sua vita alla scienza e aver influenzato con il suo pensare intere generazioni di scienziati. Vinse il Nobel nel 1965, è ritenuto il padre delle nanotecnologie, è inoltre considerato uno degli ispiratori del calcolatore quantistico, diede un grande contributo all'elettrodinamica quantistica; oltre a  questo suo infinito sapere, era dotato di un forte umorismo ed era  appassionato di musica (era anche suonatore di bongo) ed arti figurative, amava definirsi Nobelist Physicist, teacher, storyteller, bongo player, ovvero Fisico premio Nobel, insegnante, cantastorie, suonatore di bongo. Fu quello che si può definire una persona geniale e poliedrica dotato di capacità, abilità e aspetti diversi o molteplici. Ma ciò che differenzia un genio assoluto come quest’uomo da molte altre persone comuni e scienziati, non è tanto il sapere nozionistico che si può apprendere stando chiusi in una scuola, in una università ma bensì la voglia di sapere sempre e comunque , il fatto di non limitare la propria mente chiudendola nei limiti imposti dal sapere comune ma di sforzarsi a trovare anche vie alternative. Pensateci bene, questo è uno dei cardini che ha reso possibile il progresso dell’uomo. 

Ecco qui tre  video che ci fanno capire meglio la visione  della realtà di questo straordinario scienziato, nella consapevolezza che la scienza  non potrà mai dare certezze assolute, racchiudendo in questo fatto, tuttavia, tutto il suo fascino.

DOODLE DI OGGI DEDICATO A FOUCAULT

La Terra gira!

160 fa, grazie a un pendolo e a un po' di sabbia, Jean Foucault (18 September 1819 – 11 February 1868)  dimostra la rotazione del Pieneta intorno al proprio asse

                                  

In generale un pendolo è un sistema oscillante composto da un filo/cavo e un peso attaccato ad un'estremità di questo filo mentre l'altra estremità è fissata ad un punto. In questo modo il peso può oscillare attorno alla posizione di equilibrio del pendolo che coincide con la posizione in cui il filo è perpendicolare al suolo. 

Le forze in gioco nel pendolo sono due: la forza di gravità che attrae il peso verso terra e la tensione del filo. La gravità è diretta sempre verticalmente mentre la tensione è diretta lungo la direzione del filo.

Cos'è il pendolo di Foucault?

La prima apparizione di questo pendolo è stata a Parigi nella cupola del Pantheon nel 1851. Si tratta di un filo lungo 67 metri con un peso attaccato di 28 chilogrammi, con una punta che spostava i granelli di sabbia della terra che toccava, lasciando un'impronta visibile. Quel giorno, 31 marzo 1851, alla sua presentazione ci sarebbe stato un ospite d'eccezione: il primo presidente della Repubblica francese Luigi Napoleone Bonaparte (quello che l'anno seguente sarebbe diventato l'Imperatore Napoleone III). In gioco per Jean c'era tutta la carriera, la sua credibilità e la possibilità di essere finalmente riconosciuto come scienziato a tutti gli effetti. 

Quando uno pensa ad un pendolo si aspetta che il pendolo oscilli. E infatti il pendolo di Foucault fa proprio questo. Ma fa anche qualcos'altro.

Infatti il segno sulla sabbia andava progressivamente spostandosi in senso orario, in pratica cambia nel tempo la propria direzione di oscillazione!

Leon Foucault

Era la prima dimostrazione diretta della rotazione della Terra intorno al proprio asse non basata sul movimento delle stelle nel cielo. Foucault ci aveva lavorato per mesi, nella cantina della sua abitazione in rue Arras, e il mese prima all'Osservatorio di Parigi aveva stupito gli scienziati francesi con lo stesso esperimento, ma senza convincerli del tutto. Questa volta, invece, il successo fu indiscutibile. Napoleone rimase notevolmente impressionato e, nel 1855, divenuto imperatore, nominò Foucault assistente di fisica all'osservatorio imperiale. Nel medesimo anno, come riconoscimento per la validità della sua dimostrazione e per l'invenzione del giroscopio, Jean ricevette la medaglia Copley dalla Royal Society di Londra. 

Grazie alla dimostrazione del 31 marzo il nome di Foucault è conosciuto in tutto il mondo. Lo scienziato, però, andrebbe ricordato anche per aver fatto la prima fotografia al Sole, per aver stimato la velocità della luce, per aver osservato che questa viaggia più lentamente nell'acqua rispetto all'aria, per aver contribuito agli studi sull' elettromagnetismo e aver scoperto le correnti che portano il suo nome. Ma gli scienziati francesi ebbero buon gioco nel tenerlo ai margini della prestigiosa comunità. Jean, infatti, non era un accademico in senso stretto. Aveva cominciato a studiare medicina su desiderio della madre, ma aveva abbandonato il corso dopo aver scoperto che la vista del sangue lo faceva svenire.

Da allora era passato da un laboratorio di fisica all'altro, seguendo di volta in volta un interesse diverso. Così i parrucconi dell’ Académie des sciences gli negarono per quasi tutta la vita l’accesso alla prestigiosa istituzione. Fino al 1865. 

Ironia della sorte, Foucault poté godere solo per poco di questo successo: l'anno seguente lo scienziato iniziò a mostrare i primi sintomi della terribile malattia - la sclerosi laterale amiotrofica –  che lo avrebbe portato alla morte nel 1868.

da: http://www.quantizzando.org/2013/04/il-pendolo-di-foucault.html
     http://daily.wired.it/news/scienza/2011/03/31/dimostrazione-pendolo-foucault.html

JENNER E LA VACCINAZIONE

Vaccinazioni obbligatorie e vaccinazioni volontarie.... contro  epatite, poliomielite, tetano, pertosse, contro la rosolia.... ma anche contro colera, tifo, febbre gialla.... un mondo di vaccinazioni.

Ma sarà meglio cominciare dalla origine della parola" vaccino": essa nasce non come nome, ma come aggettivo. Si dice latte (o formaggio) vaccino, cioè di vacca, di mucca. Così come si dice formaggio pecorino, se fatto con latte di pecora,  o formaggio caprino, se fatto con latte di capra.

Ma cosa c'entrano le mucche con la protezione da molte malattie??

Lady M.W. Montagu

Bisogna tornare indietro al 1718, quando Lady Mary Wortley Montagu, bella, affascinante e colta nobildonna inglese, moglie dell'ambasciatore inglese a Istanbul (un tempo Bisanzio, poi Costantinopoli) rientra in Gran Bretagna e descrive la pratica che usano i Turchi Ottomani per difendersi dal vaiolo.

pustole vaiolose

Il vaiolo era in quel tempo una delle tante malattie da cui non si sapeva come difendersi.

Anzi non si sapeva nemmeno quali ne fossero le cause, nemmeno se fossero esterne o interne all'organismo. ( oggi sappiamo che la malattia è causata da un virus )

Si sapeva che avveniva per contagio e nel caso del vaiolo  per mezzo del liquido contenuto nelle pustole di cui si ricopre tutta la pelle.

Il vaiolo è (anzi, era, adesso non esiste più) una malattia molto grave, con febbre altissima, pustole sulla pelle malattia spesso mortale. Nel XVIII secolo si stima che morissero di vaiolo 400.000 europei ogni anno! E chi sopravviveva portava per tutta la vita le cicatrici delle pustole.

Si sapeva anche che alcune malattie si contraggono una volta sola, poi si diventa immuni; fra queste anche il vaiolo.

Ed ecco la tecnica degli ottomani: a volte capita una persona ammalata di vaiolo, ma in forma più leggera del solito... è una ottima occasione: basta pungere le pustole e poi pungere se stessi, in pratica, diremmo adesso, infettarsi volontariamente.

Attenzione: questa non è una vera vaccinazione, si contrae veramente il vaiolo, ma se tutto va bene, nella forma "leggera" e quasi sempre si sopravvive.

Una pratica quindi pericolosa, ma che garantisce poi l'immunità.

La pratica, descritta da Lady Mary viene adottata in Inghilterra e poi in tutta la Gran Bretagna, nonostante la sua pericolosità.

Una cinquantina di anni dopo, tra i medici che utilizzavano questa “immunizzazione con rischio” c'è anche Edward Jenner. 

Dal 1773 Jenner, (che da giovane aveva contratto il vaiolo, ma, seppure molto indebolito, era sopravvissuto.) è medico di campagna a Berkeley

Jenner non si limita ad applicare la tecnica conosciuta, salvando sicuramente molte persone dal contagio e uccidendone alcune altre, sfortunate), ma cerca anche di capire come la malattia si diffonda e quali siano le persone più esposte.

Non arriva a molto.... rileva solo una cosa stranissima: le addette alla mungitura delle mucche non si ammalano mai, assolutamente, non risulta nessun caso.

Perché??

Esiste una malattia, chiamata vaiolo bovino, che colpisce prevalentemente i bovini, ma talvolta anche gli uomini, in particolare quelli che lavorano a contatto con il bestiame.

In qualche modo, chi si è ammalato di questa malattia (che non è pericolosa e assolutamente non mortale) risulta immune al temutissimo vaiolo.

Così diventa molto più comodo inoculare nei pazienti il contenuto delle pustole di vaiolo bovino, prelevato da un malato di questa malattia.

La prima vaccinazione con questo sistema viene praticata su un bambino il 16 marzo 1798, con i risultati sperati. Sei settimane più tardi Jenner infettò il bambino con il virus del vaiolo umano: il bambino non contrasse la malattia.

Per la verità, lo stesso giorno Jenner sperimenta, su un altro bambino, anche un vaccino ottenuto da un’altra forma di vaiolo, che colpiva i cavalli….. in questo caso il nome vaccino sarebbe proprio sbagliato.

Questo secondo esperimento non ha per nulla successo e il bambino muore.

Ai nostri occhi  (più di 200 anni dopo) questa idea di sperimentare vaccini sui bambini appare proprio come un comportamento assurdo e crudele, ma a quel tempo il pericolo era così forte e la probabilità (esperimento o no) di ammalarsi e morire era così alta, che il rischio era sempre considerato accettabile.

Possiamo pensare che si sentissero in guerra contro le malattie e come  in guerra ci si doveva  abituare  al rischio e anche al fatto che in ogni caso alcuni  morissero.

La guerra contro in vaiolo è stata vinta completamente. In dieci anni, diffusa la vaccinazione, i morti calano a un centesimo di quanti erano prima..

Napoleone rende obbligatoria la vaccinazione per tutto l’esercito.

Negli anni dal 1958 al 1977 la vaccinazione obbligatoria viene estesa anche al terzo mondo…. L’ultimo caso registrato è del 1977, in Somalia. 

Attualmente la malattia non esiste più, un successo grandioso.
3 (continua)

ISAAC NEWTON

Lo scienziato inglese più noto, secondo alcuni la più geniale mente di tutti i tempi, nacque nel Lincolnshire da una famiglia di agricoltori. La sua fama è legata ai suoi numerosissimi contributi scientifici in tantissimi campi della fisica e della matematica. Da ragazzo studiò a Cambridge dove conobbe il pensiero di Aristotele, ma fu ben presto attratto dagli scritti di Cartesio , Boyle, Galileo , Keplero. Ancora giovane iniziò ad elaborare le proprie idee partendo dai fondamenti di quello che oggi viene conosciuto come calcolo differenziale, della cui scoperta Newton divide il merito con G.W. Leibniz.
Nell'opera intitolata 'Optics' Newton si occupa di fisica, in particolare delle proprietà della luce. E' sua l'invenzione del prisma trasparente che permette di scomporre la luce bianca nei colori dell'iride, così come pure quella del telescopio a riflessione. Egli abbraccia una teoria corpuscolare della luce, in contrasto con la teoria ondulatoria di R.Hooke.

 Passò poi ad occuparsi di meccanica celeste, cioè del moto delle stelle e dei pianeti, e partendo dalle tre leggi di Keplero giunse alla scoperta e alla formulazione della legge di gravitazione universale, valida cioè per tutti i corpi, dalla Luna alle stelle alla famosa mela.

Satelliti e proiettili ubbidiscono alla stessa leggge

Con la legge di gravità Newton giunse a un unico principio capace di render conto di una quantità sconfinata di fenomeni. Infatti, la forza che fa cadere a terra una pietra o una mela è della stessa natura della forza che tiene la Luna vincolata alla Terra, e la Terra vincolata al Sole;  questa forza è quella stessa che spiega il fenomeno delle maree (come effetto combinato dell'attrazione del Sole, e della Luna sulla massa d'acqua dei mari). Cadeva in modo definitivo il dogma di una differenza essenziale fra i cieli e la terra, fra la meccanica e l'astronomia: i corpi celesti si muovono secondo orbite ellittiche, perché su di essi agisce una forza che li allontana continuamente dalla linea retta secondo la quale, per inerzia, essi continuerebbero il loro movimento.

pendolo di Newton

In meccanica Newton diede contributi essenziali, come la precisa enunciazione dei tre principi fondamentali che ancor oggi sono alla base di questa disciplina:  ( Un corpo persiste nel suo modo uniforme finché non agisce su di esso una forza esterna (legge di inerzia); Una forza (F) procura a un corpo un’accelerazione (a) ed è direttamente proporzionale alla sua massa m: F=ma; A ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria).

A conclusione delle sue grandi scoperte pubblicò la sua opera fondamentale, scritta in latino. Essa si intitola 'Philosophiae naturalis principia mathematica' . Nei Principia, che molti  considerano il più grande lavoro scientifico di tutti i tempi, egli espone anche  le sue concezioni relativamente allo spazio e al tempo che sono  'assoluti', cioè esistono anche senza movimento né materia, con la funzione di puri contenitori, nello stesso modo in cui l'esistenza di una stanza prescinde dalla mobilia che contiene. 

Per i suoi meriti scientifici fu per lunghi anni presidente della Royal Society e, primo scienziato al mondo, ricevette la nomina a Cavaliere dalla Regina Anna .

Per Newton la scienza non ha il compito di scoprire sostanze o essenze o cause essenziali. La scienza non cerca l'essenza della gravità, ma si accontenta che questa esista di fatto e che spieghi, per esempio, i movimenti dei corpi celesti e le maree.Certo è lecito chiedersi quale sia la causa della forza di gravità ma Newton risponde: " Non invento  ipotesi".

Ecco qui le quattro regole del metodo newtoniano, formulate nei Principia.

Il cosmo di N.  diventa tridimensionale

1. Attenersi alle sole cause necessarie per spiegare un fenomeno, ovvero fare proprio l'assunto del rasoio di Ockham "Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem", eliminando le spiegazioni complesse a favore di quelle più semplici.

2. Stessi fenomeni  medesime cause, ovvero, nel caso si osservi un fenomeno identico a un altro, applicare al fenomeno le stesse spiegazioni dell'altro. Questo significa che ogni fenomeno che si ripete identico ad un altro, dovra essere ricondotto a una sola spiegazione e non a diverse.

3. Le qualità che appartengono a certi corpi possono essere considerate come appartenenti a tutti i corpi in generale: è il metodo induttivo.

4. I risultati a cui si è giunti  vanno considerati validi fino ad ulteriore conferma, ribadendo  la natura perfettibile della fisica e della scienza moderna, un processo cognitivo sottoposto a continua revisione.

L'ordine del mondo mostra tuttavia per Newton,  con tutta evidenza, l'esistenza di un Dio sommamente intelligente e potente. Tuttavia egli afferma: "Come il cieco non ha nessuna idea dei colori, così noi non abbiamo nessuna idea del modo in cui Dio sapientissimo percepisce e capisce tutte le cose. Egli è completamente privo di corpo e di figura corporea, per cui non può essere né visto, né udito, né toccato; né deve essere adorato sotto la rappresentazione di qualche cosa di corporale".

Sir Isaac Newton è considerato uno dei padri della scienza moderna, ma è una personalità molto complessa, dedita fra l'altro anche a ricerche magiche ed alchemiche. Insieme a Copernico, Keplero e Galileo, egli  è considerato il padre della moderna scienza; il poeta neoclassico Alexander Pope scrisse questo epitaffio:" La Natura e le sue leggi erano celate nell’oscurità. Dio disse: “Sia Newton!”, e tutto fu Luce. "

NATURA DELLA LUCE

LA REALTÀ FISICA È UN’ONDA O UN CORPUSCOLO?

       CONTRARIA SUNT COMPLEMENTA

1927. PRINCIPIO DI COMPLEMENTARITÀ DI BOHR: gli aspetti corpuscolari e ondulatori

sono complementari e mutuamente esclusivi;   in alcuni fenomeni la realtà fisica si comporta

come onda e in altri come corpuscolo, ma questi due aspetti non si presentano mai insieme.

      Niels Bohr

                  Il simbolo cinese dello Yin-Yang

Niels Bohr fu molto affascinato dalla corrispondenza tra il pensiero filosofico cinese e il suo

principio di complementarità; quando Bohr fu fatto nobile per il riconoscimento dei suoi

notevoli risultati scientifici, egli scelse per il suo stemma nobiliare il simbolo cinese del T’ai Chi
che rappresenta la complementarità degli opposti Yin e Yang.
La meccanica quantistica  risolve il dualismo onda-particella abbinando alla natura corpuscolare della materia e della radiazione elettromagnetica la natura probabilistica dell'evento fisico. In particolare l'esperimento della doppia fenditura si giustifica con la perdita di valore del concetto di "traiettoria", a favore della sola probabilità che la particella si trovi in un dato punto a un dato istante.