Sette brevi lezioni di fisica (Carlo Rovelli)

(da Amazon)

Piccolo post per piccolo libro: 85 pagine in un formato ben più che tascabile (si trasporta veramente bene) ma dal contenuto molto intenso (purtroppo anche il prezzo, 10 Eur, si avvicina più al contenuto che alle dimensioni 🙁 )

Chi mi segue sa che sono “curioso” in generale di tutte le scienze ed in particolare di fisica, e quindi mi son voluto leggere questo libricino edito da Adelphi. L’autore l’ho sentito nominare in qualche blog e – sentilo oggi, sentilo domani – mi è presa la curiosità di scoprire anche lui.

Sapevo che il libro era piccolo e che sarebbe stato un “bignami” di cose già sentite, ma ogni tanto un riassunto fa bene. Il libro è diviso in 7 “lezioni” seguite da un brevissimo indice analitico e precedute da una premessa. Le lezioni sono come “inanellate” in un filo logico che (ovviamente in modo indicativo) rappresenta l’evoluzione della fisica in questo ultimo secolo.

Da “La più bella delle teorie” (la relatività di Einstein) si passa a “I quanti” e quindi a “L’architettura del cosmo” (non tanto le galassie ma come è nato e come è costituito). L’autore spiega quindi quali sono gli elementi fondanti del cosmo nella lezione sulle “Particelle” per arrivare a “Grani di spazio” (come conciliare relatività e teorie quantistiche) e procede con “La probabilità, il tempo, e il calore dei buchi neri”. In chiusura parla di “Noi”, cioè gli uomini di oggi e quello che ci aspetta in un domani forse non troppo lontano.

La trattazione dei vari argomenti è molto leggera (per chi già li bazzica anche amatorialmente) ma – almeno per quanto mi riguarda – si scoprono quelle piccole cose che in altri libri non avevi intravisto. Per esempio la lezione di “Grani di spazio” mi ha aiutato a “intrecciare” quella che è la relatività con i quanti. Le due teorie, anche se ormai entrambe accettate, si intersecano male, perché alcune cose dell’una contrastano con altre cose dell’altra (non per niente Einstein ha sempre cercato di trovare – senza riuscirci – qualche elemento fallace nella teoria dei quanti): in “Grani di spazio” Rovelli illustra quelle che sono le teorie più promettenti (in corso di verifica sperimentale) che potrebbero unire i due mondi.

Non è sicuramente una lettura da ombrellone, ma posso consigliarlo a chi è curioso di fisica e non ha ancora approfondito molto (serve una piccola base per poterlo affrontare: può bastare un po’ di preparazione da scuole superiori). Mi vengono in mente gli estimatori del film Interstellar: può essere un buon libro per loro perché fornisce una base scientifica alle avventure vissute nel film.

il prezzo, come dicevo, non è basso. Se si dovesse guardare solo al numero di pagine, 10 Eur è un prezzo alto. Certo, i contenuti sono di alto spessore, ma è pur sempre una trattazione generica (e chi è veramente interessato trova metà di queste informazioni gratuitamente su internet). Va detto che la qualità è ottima (carta, copertina, stampa) ma io avrei preferito un prezzo di 7-8 eur… Per completezza: su Amazon è venduto (ad oggi) a 8,50 Eur in versione cartacea e 4,99 Eur in formato Kindle.

Bè, per ora buona lettura. Che sia con questo libro o con qualsiasi altro testo. E vediamo se nella prossima settimana riesco a smaltire la “coda” dei libri letti (in altre parole, è un invito a tornare a trovarmi su questo blog che nei prossimi giorni scriverò di altre letture).

Entanglement : il più grande mistero della fisica (Amir D. Aczel)

Lo so, continuo ad ammorbarvi coi libri di fisica quantistica, ma a me piace e ogni tanto ho bisogno di approfondire un po’ la questione. Ma, lo prometto, farò un post breve. Forse. Spero…

Innanzi tutto: per avere una idea di cosa sia la fisica (o “meccanica”) quantistica vi rimando a Wikipedia. Io accenno solo al fatto che è l’insieme di leggi che regolano il mondo microscopico (atomi, elettroni, fotoni) e che è (si può dire) nato durante una conferenza il 14 dicembre 1900 (ops, proprio ieri, ma di 114 anni fa) durante la quale Max Planck affermò che l’energia si muoveva a “pacchetti” e non in modo lineare. Non era per niente convinto neppure lui, ma i suoi studi non lasciavano adito a dubbi: prima si pensava che per ogni quantità infinitesimale di energia fornita, un qualsiasi corpo la rendesse con una relazione diretta (in un grafico si avrebbe una retta); lui scoprì, invece, che va fornita una quantità “discreta” (un quanto, un tot di energia) per far fare uno “scalino” all’energia restituita…

Lo studio della fisica quantistica è poi andato avanti, con “lotte” anche fra i maggiori fisici dell’epoca: alcuni erano dalla parte della fisica classica e dicevano che quello che veniva scoperto della fisica quantistica non poteva essere vero o, al massimo, era incompleto. Una delle diatribe più aspre fu proprio sul fenomeno dell’Entanglement che (anche in questo caso spiego brevemente e rimando a Wikipedia) unisce in modo invisibile due particelle “accoppiate” (io le chiamo anche “gemelle”, anche se fisicamente non è proprio così) tanto che al mutare dello stato dell’una muta, istantaneamente, anche lo stato dell’altra.

Per capire la potenzialità vi propongo un esempio. Pensate alla sonda Rosetta, che da alcune settimane scorrazza felice nella coda di una cometa: per indicare la grande distanza a cui si trova, i tecnici che la seguono ci dicono che sono necessari circa 30 minuti, ad un segnale radio inviato dalla sonda, per arrivare sulla terra. Cioè, una foto scattata dalla sonda arriva al centro di controllo 30 minuti dopo. Un comando inviato da terra verso la sonda è ricevuto da questa dopo 30 minuti. Facciamo finta che su Rosetta sia installata una “radio entangled” che contiene una serie di elettroni  che rappresentano, ognuno, un bit di informazione. Otto elettroni insieme formano – come ci insegna l’informatica -un “byte” e con ognuno di essi si possono rappresentare, per esempio, i singoli caratteri.Poniamo che a terra ci siano, dentro una corrispondente ricevente, gli elettroni gemelli di quelli inviati su Rosetta: ogni elettrone di Rosetta ha un elettrone entangled sulla terra. Per la caratteristica descritta sopra, e ammettendo che sia possibile e sufficiente quanto descritto, con questo tipo di radio potremmo sapere istantaneamente cosa succede a Rosetta, potremmo ricevere istantaneamente le foto che lei scatta o fornire ordini istantanei, senza bisogno che il segnale viaggi nello spazio per 30 minuti.

Per Einstein, Podolsky e Rosen era una cosa impossibile: niente può viaggiare più veloce della luce, neppure l’informazione che una particella entangled fornisce all’altra per dirle “ehi, io ho cambiato stato” (e ricordiamo che un segnale radio, in quanto onda elettromagnetica, viaggia – praticamente – alla velocità della luce). Da questo il paradosso EPR che, soltanto dopo svariati anni, è stato smentito (dimostrato come “non paradosso” in quanto reale) dando ragione a chi sosteneva la fisica quantistica.

Non la faccio ulteriormente più lunga: il libro fa una panoramica sui vari personaggi che hanno interagito con questo mistero, parlando in parte del loro ruolo nella fisica quantistica e approfondendo le loro ricerche sulla questione. Vengono descritti anche alcuni esperimenti fatti negli ultimi anni del millennio scorso (e qualcosa ancora più recente). Non ci sono troppe formule, quindi la lettura è facile, ma è un argomento altamente specialistico che solo gli interessati sanno gestire (considerate che io mi ritengo al confine fra “ho saputo gestirlo” e “mi è venuto il mal di testa nel leggerlo”).

L’argomento, però, è estremamente intrigante. Ti dice che esiste ancora tutto un mondo da scoprire: è stato dimostrato che è vero che due particelle “gemelle” (chiamiamole, per semplicità, ancora così) si parlano, in modo immediato, anche a distanze gigantesche. Dobbiamo solo capire come fanno, e questo schiuderà veramente nuovi mondi della fisica. Fra le altre cose: è stato dimostrato, sperimentalmente, il “teletrasporto” di una particella grazie all’entanglement. No, non vi aspettate – almeno per ora – il teletrasporto alla Star Trek, anche perché si parla, più precisamente, del teletrasporto di uno “stato”, di una informazione, non della parte fisica della particella (anzi, per creare la copia, è necessario distruggere l’originale: non vorrei sperimentare io per primo questo teletrasporto). Però qualcosa – ed è proprio il caso di dirlo – si muove…

Se siete neofiti, no, non prendete questo libro, iniziate con altri più leggeri (“Quantum“, uno degli ultimi da me letti). Se siete appassionati e già ve la cavate benino con la quantistica (a livello di curiosità, non di studi universitari), questo libro va bene. Se, invece, siete studenti di fisica avrete altri testi più specializzati e questo potrà essere solo un buon testo “collaterale”.

Buona lettura.

Quantum (Manjit Kumar)

Da Einstein a Bohr, la teoria dei quanti, una nuova idea della realtà

Mi sembra di averlo già detto altre volte: mi piace la scienza e sono affascinato dalla fisica, quando riesce a descrivere i meccanismi fondamentali delle cose di ogni giorno. E molto incuriosito dalla fisica quantistica, della quale capisco poco ma vorrei sapere sempre di più.

Non sono uno scienziato e quello che mi metto a leggere in questo campo lo faccio, appunto, per curiosità. A volte comprendendo qualcosa, a volte rimanendo lo stesso ignorante (anzi, forse un po’ più confuso) di prima. Questo dipende da me, certo, ma in parte anche dal libro che leggo.

Manjit Kumar, laureato in fisica e filosofia (e già questo la dice lunga) ha fondato e dirige la rivista “Prometeus”, che si occupa – in modo interdisciplinare – sia di arti che di scienze. Leggendo la minuscola biografia sul retro di copertina si intuisce che è un comunicatore, un Piero Angela del libro.

Nella mia ricerca di qualcuno che potesse spiegarmi in modo semplice (ma senza sconti) la fisica quantistica sono incappato in questo libro. Ed è stato un felice incontro. Perché quest’opera mi ha aiutato a rimettere ordine nelle cose che già avevo letto o sbirciato in qua e là, e a chiarire alcuni punti oscuri che avevo immaginato ma ai compreso bene. Per fare un esempio: conosco il principio di indeterminazione di Heisemberg, e mi ero anche fatto una idea personale sul perché, ma non avevo mai trovato una spiegazione ufficiale con cui confrontarmi. Quando l’autore di questo libro mi ha portato per mano a comprendere come questo principio sia stato scoperto, e cosa rappresenta, mi sono illuminato. Sia perché la mia intuizione era corretta (seppur molto semplificata), sia perché adesso ho capito molto di cosa questo principio comporta.

Manjit non tratta la fisica quantistica come una lezione universitaria ma piuttosto come un racconto biografico dei personaggi che l’hanno definita, indagata, approfondita. La teoria, le verifiche sperimentali e tutto quello che riguarda la materia del libro scaturiscono dai frammenti di vita raccontati, dalle lettere che i protagonisti si scambiavano, dagli incontri, dalle dispute (come quella fra Bohr ed Einstein). Formule, in questo libro, ne troverete pochissime, solo le essenziali, ma teoria scientifica molta, condita con molta matematica.

E ti accorgi prima di tutto che i personaggi sono umani: uno pensa ad Einstein come un genio assoluto (bè, in effetti lo è stato), ma è anche un uomo che ha avuto l’intuizione gusta nel momento giusto, ha usato la testa bene e – soprattutto – ha sempre tenuto viva una forte curiosità verso i meccanismi più profondi di tutte le cose.

Ovviamente un libro come questo non ha una trama (non è un romanzo), ma Kumar mette in fila le varie scoperte in campo quantistico raccontano, come dicevo prima, i personaggi e le loro vite. Partendo proprio da Planck, che è stato colui che ha dato il via a tutto (la costante di Planck è un elemento fondamentale della fisica quantistica), ma che non voleva credere a quello che aveva scoperto.

Lo scienziato tedesco era coinvolto in una ricerca per ottenere lampadine elettriche migliori (erano i primissimi anni del 1900) e si accorse che qualcosa non quadrava nei vari calcoli. Sembrava che la fisica classica non riuscisse a descrivere alla perfezione la radiazione da corpo nero (l’esperimento che stava seguendo). E fu costretto, per far tornare i conti, ad introdurre la “sua” costante, certo che entro qualche anno la si sarebbe potuta spiegare con la fisica classica grazie a conoscenze ancora non ben definite. E invece Einstein intuì che quello era solo l’inizio di qualcosa di diverso rispetto alla fisica classica e che quello che aveva scoperto Planck (cioè che l’energia si muove in pacchetti: i “quanti”) dava il via a tutta una serie di scoperte su cui ancora oggi c’è molto da ragionare.

Mi fermo qui, altrimenti entro nel troppo tecnico e chi non è appassionato di questi temi si annoierebbe da morire. Chiunque abbia una conoscenza base della fisica e voglia approfondire la quantistica (ma non a livello universitario) può leggersi questo libro e troverà risposta a molte delle sue domande. Non è necessario essere un fisico per capire il libro, ma una base iniziale serve: sapere cosa è una particella e cosa è un onda, cosa sono gli atomi e gli elettroni. A me è bastata la fisica delle superiori (istituto tecnico, ed avevo votazioni appena sopra la sufficienza) e la curiosità di leggersi qualche articolo (o vedere “quark” e trasmissioni simili) ogni tanto.

Quasi dimenticavo: una piccolissima critica al libro. Manjit usa molto documenti ufficiali (lettere, scritti, diari, articoli, verbali) e usa i rimandi alle note per indicare la fonte. Le note, però, sono tutte in fondo al libro, insieme a tanta altra roba (che descrivo nel prossimo paragrafo). Ci ho messo 3 giorni per trovarle: forse era meglio metterle alla fine di ogni capitolo?

Ma, a parte questo piccolissimo appunto, devo dire che l’edizione è particolarmente curata: al centro ci sono una serie di foto su carta patinata che ritraggono molti dei protagonisti delle varie vicende. In coda al libro troviamo, insieme alle note: una cronologia, un glossario dei termini quantistici, una ricchissima bibliografia (ben 18 pagine), i ringraziamenti ed anche un indice dei nomi. Veramente un bel lavoro, ricco e fatto bene, tanto che mi ha sorpreso il costo (solo 11,50 euro nell’edizione Oscar Mondadori): secondo me ne vale molti di più.

Ed ora, mentre vi auguro (a chi è interessato) buona lettura e buona giornata, mi accingo ad aprire gli “Esercizi di stile” di Quenau, nella traduzione (con testo originale a fronte) di Umberto Eco.