Recensione di Daniela Di Dato - 13/07/2009
Filosofia della scienza (fisica)
Il testo di Rosanna Oliveri offre un efficace spunto di approfondimento sul dibattito filosofico che la teoria di Einstein ispirò. Prima di tracciare il profilo delle diverse interpretazioni filosofiche della teoria e di evidenziarne difficoltà e divergenze sia nell’ambito scientifico che filosofico, l’autrice sviluppa, con opportuna semplicità di linguaggio e puntualità di riferimenti, tutti i passaggi concettuali della teoria di Einstein.
La prima parte analizza i fenomeni che riguardano la diffusione della luce. Per circa due secoli (dalla metà del diciassettesimo alla metà del diciannovesimo secolo) sono principalmente due i modelli in competizione: il modello corpuscolare di Newton e il modello ondulatorio di Huygens. Secondo il primo la luce si compone di elementi discreti, i corpuscoli, che si propagano in linea retta; secondo il modello ondulatorio la luce si comporta come un’onda con velocità variabile in funzione del mezzo in cui si muove: si tratta quindi di un trasferimento di energia e non di sostanza (come per il modello corpuscolare). A quest’ultimo modello farà riferimento Einstein approfondendo la questione della deviazione della luce per effetto del campo gravitazionale.
Gli esperimenti di Hertz, successivi alla teoria dell’elettromagnetismo di Maxwell, riuscirono a dimostrare sia l’esistenza dell’onda elettromagnetica che la coincidenza della velocità di questa con quella dell’onda luminosa, ma fu soltanto con Michelson e Morley che si dimostrò come la velocità della luce fosse indipendente dal moto della fonte luminosa e dell’osservatore.
Nella seconda metà del diciannovesimo secolo gli esperimenti dei fisici si intensificano e nel 1905 viene pubblicata la teoria della relatività ristretta con la quale Einstein cerca di conciliare la fisica classica con le scoperte di Maxwell. La relatività ristretta afferma che spazio e tempo assoluti non esistono, e che questi sono entrambi proprietà relative all'osservatore.
Nel 1915 Einstein pubblica la teoria della relatività generale per estendere la trattazione dai sistemi inerziali (teoria della relatività ristretta) a quelli gravitazionali. La relatività ristretta infatti aveva mostrato che lo spazio e il tempo devono essere trattati insieme se si vogliono ottenere risultati coerenti; il tempo diventa così una coordinata come le altre tre.
La teoria della relatività generale afferma quindi che lo spaziotempo viene curvato dalla presenza di una massa (la Terra per esempio); qualunque altro corpo si muoverà allora per effetto di tale curvatura. Quella che prima era la retta che descriveva un punto, ora diventa una superficie. Conseguentemente su una superficie curva non vale più la geometria euclidea, in quanto è possibile tracciare un triangolo i cui angoli sommati non diano 180° ed è anche possibile procedere sempre nella stessa direzione, ritornando dopo un certo tempo al punto di partenza.
Dopo aver esposto in modo esaustivo la genesi e lo sviluppo della teoria della relatività nelle sue componenti più significative, l’autrice analizza le reazioni che le teorie di Einstein suscitarono in campo filosofico partendo dal ruolo che il filosofo e matematico Poincarè ebbe nella creazione della “nuova meccanica”, anticipando le teorie della relatività. Nelle sue riflessioni Poincarè distingue il tempo psicologico dal il tempo fisico e sottolinea l’impossibilità di trasformare un tempo qualitativo (psicologico) in tempo quantitativo (fisico). Così lo spazio è sempre relativo alla posizione nella quale ci troviamo, ed è il concetto di spazio relativo che si impone immediatamente alla nostra mente, essendo il concetto di spazio assoluto non immediatamente percepibile. Ovviamente le riflessioni di Poincarè sono di notevole interesse, ma restano intuizioni e mancano di quella completezza che la teoria della relatività ha saputo fornire.
Partendo da Kant la sostanza rappresenta un concetto fondamentale: nella teoria della relatività essa perde valore e viene sostituita dal principio di uguaglianza tra massa ed energia. Il tempo, per Kant, è dato a priori: spazio e tempo sono forme fondamentali della conoscenza sensibile e sono come un ponte tra la mente umana e la conoscenza empirica. Nella relatività invece lo spazio e il tempo si misurano in rapporto alla velocità della luce.
Da Kant si originano varie interpretazioni che l’autrice divide principalmente in tre correnti: il realismo critico, il fenomenologismo ed il finzionalismo. Il realismo critico riprende il concetto kantiano della realtà fenomenica inserendo in tale contesto le coordinate spazio-temporali. Cassirer, riprendendo la teoria di Natorp, considera lo spazio e il tempo come coordiante dell’accadere e non come contenuti dell’accadere stesso. Per Cassirer la teoria della relatività dissolve sia il concetto di materia della meccanica classica, sia il concetto di etere introdotto dall’elettrodinamica, senza negarli anzi rivalutandoli. Al concetto di materia si sostituisce il concetto di campo, quindi la materia come linee di forza. In questo modo Einstein unifica il concetto di campo gravitazionale, legato alla materia, ed il concetto di campo elettrico, legato all’energia, realizzando una maggiore unità nella fisica.
Per quanto riguarda poi il concetto di etere, Cassirer vede nella sua distruzione il più grande trionfo del concetto di funzione sul concetto di sostanza: quest’ultima infatti non è più necessaria per la propagazione della luce, indispensabile sono soltanto le relazioni fra i vari elementi che compongono il fenomeno.
La riflessione critica che risolve la dicotomia Kant-Einstein è quella di Reichenbach. Pur partendo da Kant e difendendone le idee, il filosofo ne individua gli errori sottolineando la necessità di un cambiamento. Kant considera spazio e tempo come forme di ordinamento e non come parti della realtà al pari della materia e della forza. Per Reichenbach l’errore di Kant consiste nel fatto che egli, andando alla ricerca delle condizioni della conoscenza, avrebbe dovuto analizzare la conoscenza stessa e non la ragione. Con la relatività cambia il modo di vedere il mondo e questa nuova visione richiede una nuova logica, diversa da quella kantiana.
Alla base della corrente fenomenologica, è il concetto di conoscenza come fatto biologico proposto da Mach. La sensazione è una forma di adattamento dell’organismo vivente all’ambiente. Gli elementi costitutivi della realtà non sono né fisici, né psichici, ma, collegati in modi diversi, danno origine ad esperienze fisiche o psichiche determinate dalla coscienza del tempo che agisce in noi. Per questo motivo la fenomenologia, ponendo come premessa la divisione tra il mondo dei fenomeni ed il mondo dei noumeni, e la convinzione che la scienza debba occuparsi solo dei fenomeni, riguardo ai concetti di spazio e tempo, sostiene che esistono due tipi sia di tempo che di spazio: un tempo ed uno spazio in sé, non misurabili, ed un tempo ed uno spazio fenomenico, misurabile nella quotidianità con orologio e metro. Dal momento che spazio e tempo in sé non sono accessibili a noi, ci serviremo della fisica e della geometria per misurarli empiricamente.
All’interno di questa corrente filosofica, l’autrice riporta una posizione ostile alla teoria della relatività rappresentata da Oskar Becker e una estremamente favorevole rappresentata da Hermann Weyl. Anche nel pensiero di Becker è determinante l’accadere fenomenico, nel quale si manifesta la percezione sensoriale. Solo attraverso lo studio dei fenomeni ci è possibile stabilire le leggi di natura, dal momento che non possiamo cogliere la struttura del mondo noumenico. Per studiare le leggi dello spazio fenomenico, è importante la misura che deve avere un valore proprio e la scelta dell’unità di misura non può essere convenzionale, essa dipende dal fatto che si presuppone che tutte le leggi di natura siano leggi causali. Questi presupposti, basati sul rapporto causa-effetto, riprendono chiaramente la fisica classica ed inducono Becker a considerare come unica geometria applicabile quella euclidea che permette la descrizione precisa delle caratteristiche dei corpi e di qualunque oggetto che si possa far risalire ad una o ad un insieme di forme geometriche. Il filosofo considera negativamente la teoria di Einstein perché non descrive la realtà e i fenomeni con leggi chiare, alla portata della nostra esperienza. L’interpretazione di Weyl considera invece la teoria di Einstein come un progresso del sapere umano, accettando con convinzione le geometrie non euclidee. La teoria della relatività insegna che tutto si spiega attraverso il cambiamento di una sostanza, che è la materia che si trasforma secondo le leggi della natura e che questa trasformazione non è mai completa dal momento che la sostanza, essenza immutabile, rimane sempre la stessa.
Weyl sulla teoria della relatività trova la definizione corretta di energia come equivalente alla massa, in grado di produrre modificazioni nello spazio. L’artefice della gravità è la materia stessa che deforma lo spazio, influenzando la traiettoria degli altri corpi. Nella legge di gravità Weyl vede, inoltre, una forte analogia con il comportamento delle cariche elettriche. Nell’universo è possibile distinguere tra corpi attivi, capaci di attirare altri corpi, e corpi passivi che si lasciano attrarre. Si distinguono, quindi, cariche positive e cariche negative che interagiscono, ma che al termine della loro reciproca trasformazione lasciano invariata la somma delle loro cariche. Per concludere Weyl parte dal fatto che il mondo possiede una struttura ben determinata. E’ la parte fenomenica del mondo quella sulla quale lavorano i fisici, quella esprimibile attraverso formule. La struttura dell’universo, però, è per noi inaccessibile.
Il quadro prosegue poi con l’interpretazione finzionalistica di Hans Vaihinger che nella Filosofia del come-se (1911) tenta di dimostrare che tutti i concetti, i principi e le ipotesi, le scienze e la filosofia sono finzioni che non possiedono validità teoretica ma che sono accettate perché utili. La finzione è importante perché lo scopo della conoscenza è la vita. Se, a livello teoretico, la finzione occulta la verità, nel quotidiano essa è utile perché ci aiuta nelle scelte. Tali sono le teorie filosofiche. Le ipotesi, invece, sono proposizioni che hanno bisogno di una verifica empirica per essere accettate, non offrono una sicurezza vera e propria. Lo studioso dimostra poi l’esistenza concreta delle finzioni mediante una perspicace ed interessante analisi linguistica dei termini usati: un gruppo importante di finzioni inizia con “als ob” o “wie wenn” (“come” o “come quando” in italiano). La teoria della relatività utilizza esclusivamente finzioni per descrivere i fenomeni.
Conclude infine l’interpretazione intuizionistica di Bergson. Sui concetti assoluti di spazio, tempo e movimento, Bergson giunge a conclusioni analoghe a quelle di Einstein. Per quanto riguarda il tempo, il filosofo distingue il tempo della fisica che è spazializzato, formato da istanti contigui scanditi dalle posizioni delle lancette dell’orologio, ed il tempo nell’esperienza quotidiana che è il tempo dello spirito, che coglie il tempo immediatamente come durata. Inoltre nella vita quotidiana la coscienza si misura con uno spazio reale che non è sicuramente quadridimensionale.
La chiarezza espositiva del testo, la completezza dei dati scientifici e l’ampiezza delle coordinate storico-culturali delle correnti filosofiche dall’antichità ad oggi fanno di questo testo un valido contributo alla conoscenza del sapere inteso come sintesi tra pensiero umanistico e pensiero scientifico.
Indice
Prefazione: la relatività e le amebe
Introduzione
Verso la relatività
La teoria della relatività ristretta
La teoria della relatività generale
La relatività di Poincarè
L’interpretazione neokantiana
L’interpretazione neokantiana di Natorp
Il pensiero filosofico di Ernst Cassirer
L’interpretazione della teoria della relatività di Cassirer
L’interpretazione neokantiana di Reichenbach
La corrente fenomenologica
Becker, un esempio di ostilità all’interno della filosofia fenomenologica
Weil, un esempio di entusiasmo all’interno della scuola fenomenologica
Sguardo sulle altre interpretazioni filosofiche
Note
Bibliografia
L'autrice
Rosanna Oliveri è nata a Bolzano nel 1976. Si è laureata in Filosofia nel 2000 presso l’Università di Bologna con una tesi in Filosofia della scienza, dopo aver trascorso un periodo di studi anche in Germania. Attualmente vive a Brunico (Bz), dove insegna nelle scuole superiori e presso l’Università di Bolzano. Collabora con il Corriere dell’Alto Adige, inserto locale del Corriere della Sera, per il quale si occupa di articoli destinati alla pagina della cultura e per alcune riviste specializzate nella didattica. È autrice dei saggi filosofici Società e natura allo specchio, 2007 e Riflessione sulla sociologia della scienza, 2007.
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