Relativ*

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Parlando di tesine, uno degli argomenti “standard”, solitamente molto gettonato, è quello che riguarda la “crisi di inizio ‘900”. “La fine delle certezze”, “il crollo”, “la demolizione”, insomma le varianti sono tante, il succo è una sorta di sadica retrospettiva sulle mazzate che hanno segnato la fine della cultura ottocentesca.

E’ un argomento particolarmente gradito perché, cosa abbastanza rara, offre una serie abbastanza completa di “collegamenti” che include sia materie umanistiche che scientifiche.

Ora, secondo me chi parla di “collegamenti” già non ha capito un bel niente di come funziona una tesina, o di come potrebbe e probabilmente dovrebbe funzionare. Comunque, di questo ho già scritto.

Quando mi trovo davanti una tesina del genere, so già che devo mettermi le mani nei capelli. Perché sicuramente si parla anche di fisica, molto probabilmente a sproposito.

Perché? Perché nove volte su dieci alla crisi delle certezze si associa filosoficamente la nascita del relativismo, nella sua più “profonda” versione: “tutto è relativo”. Piace molto.

E cosa vuoi associare, in fisica? La nascita della meccanica quantistica, con la fine del determinismo, le interpretazioni probabilistiche, l’indeterminazione, il conflitto con la fisica precedente e via dicendo? Ma chi le capisce, quelle robe lì? Non sono nemmeno in programma, o, se ci sono, figurati se si fanno.

No, siccome comunque il signor Einstein ha avuto il torto di scrivere troppi articoli nel 1905, su troppi argomenti, tra cui uno in cui espone una teoria che si chiama proprio “della relatività” (l’articolo parlava dell’elettrodinamica dei corpi in movimento, ma tutto è relativo, no?), prendendo fischi per fiaschi, è proprio la relatività la fortunata prescelta.

Tutto è relativo, dunque la relatività di Einstein. Chiaro, no?

Una variante è quella di chi ha letto qualcosina di critica e ha trovato che con la relatività vanno in crisi i concetti di spazio e di tempo assoluti. C’è grossa crisi: fantastico, colleghiamo anche fisica.

Però se c’è una cosa che la teoria della relatività (ristretta, espressa, macchiata, lunga, come volete) non dice, è proprio che “tutto è relativo”. Anzi, a ben vedere, afferma invece che c’è qualcosa che non è relativo. Che è, logicamente, l’opposto.

Prima di tutto, si tratta di teorie (qualcuno dice che in realtà è una teoria sola) basate su almeno un paio di postulati; in fisica i postulati si chiamano princìpi, e quindi vanno chiamato princìpi: di relatività, di equivalenza. C’è anche da dire che in fisica l’unica cosa che non si discute sono i dati sperimentali (oddio, dopo che si è discusso ben bene su come sono stati ottenuti); un principio, però, è qualcosa di molto vicino a un’affermazione “assoluta”, nel senso che è basato su un’imponente mole di risultati teorici e sperimentali precedenti e prima di metterlo in discussione seriamente ci vogliono nuove evidenze a prova di bomba. Quindi una teoria che si fonda su un principio, possiamo chiamarla come vogliamo, ma qualcosa di molto poco “relativo”, in senso filosofico, nella pancia ce l’ha.

Questi principi, a loro volta, contengono e descrivono altri elementi scarsamente riconducibili al “relativismo” filosofico o culturale. Esempio? Nei quarant’anni precedenti l’uscita della prima botta di relatività di Einstein, arrivano prima le equazioni dell’elettromagnetismo, che prevedono che esistano radiazioni elettromagnetiche che viaggiano a una certa velocità, e poi queste radiazioni vengono effettivamente misurate (ne parlavo proprio qui). Rispetto a cosa la misuro, questa velocità? Alla Terra? A un treno fermo in stazione? Al Sole? All’etere luminifero? Ecco, la teoria della relatività dice che non importa: che io, anzi, che i miei strumenti di misura si muovano o no rispetto a qualcos’altro, la radiazione elettromagnetica nel vuoto ha sempre la stessa velocità. Che ha un valore che si può stimare per via teorica e misurare sperimentalmente. E siccome non cambia, questo valore è una costante universale, lo si trova in terza di copertina di tutti i libri di fisica del mondo.

Oppure il fatto che le leggi della Natura siano le stesse, debbano avere la stessa forma indipendentemente (qui ci sarebbe una distinzione da fare tra le due teorie, ma se pensiamo le cose abbastanza in “generale” va anche bene così) da dove si trovi o come si muova lo strumento che fa le misure.

Di cose tutt’altro che “relative” iniziano ad essercene un po’ troppe per poter immaginare che Einstein e “tutto è relativo” siano in qualche modo parenti.

Anche l’aspetto che solitamente risulta più rivoluzionario (e che, secondo me, è la causa di tanti fraintendimenti), il fatto cioè che il modo di misurare distanze e intervalli di tempo dipenda, nelle teorie di cui parliamo, da come si muove il riferimento in cui gli strumenti si trovano, non è affatto un’espressione di arbitrarietà, anzi è descritto in modo preciso da relazioni matematiche che dipendono in modo essenziale dai postulati/princìpi. Non è che si possa fare come si vuole, perché tanto “tutto è relativo”.

Io poi qui sto sottolineando aspetti critici raccontando le cose alla “Corriere dei Piccoli”, come diceva un mio maestro. Ma si tratta di teorie fisiche basate su fenomeni precisi, esperimenti ben definiti, dati pubblicati. Quello che voglio dire è che non basta dire: “la relatività afferma che…”. Si tratta di questioni complesse, anche se non impossibili, credo, per uno studente alla fine del suo percorso superiore, che però vanno colte e rese a chi ascolta la tesina. Perché se la discussione della tesina deve occupare una parte preponderante dell’orale d’esame, il commissario può aver voglia di approfondire. Ma spesso non lo fa, perché sa che si troverebbe di fronte una piantina senza radici: mossa di poco, non starebbe in piedi.

Mi piacerebbe, un giorno, affrontare il discorso da un punto di vista più didattico: come si fa ad insegnare la fisica del XX secolo alle scuole superiori? Si può? A che prezzo? Però qui sono ormai andato ben oltre lo spaziotempo che volevo occupare.

Quindi, visto che sto parlando di argomenti in cima alle classifiche di gradimento degli studenti (e ben in fondo a quelle dei docenti che hanno anche solo una vaga idea di cosa si stia parlando, non perché non siano argomenti interessantissimi, ma perché sanno come si va a finire ad affrontarli in tesine fatte in un certo modo), chiuderò dando qualche consiglio agli studenti.

Non pensare alla tesina come al “bersaglio” della Settimana Enigmistica: Fiume (italiano, storia) -> Acqua (scienze) -> Colonia (tedesco) -> Polonia (storia) -> Polonio (chimica) -> Amleto (inglese) -> eccetera.  Pensa invece a un tema che ti interessa, affrontalo nel maggior numero di modi possibili, lasciando fuori a) gli approcci semanticamente non affini e b) gli approcci di cui non sai abbastanza e hai paura di non arrivare a sapere abbastanza, c) gli approcci in cui non hai un esperto (docente o meno) in grado di consigliarti a proposito.

Tradotto: vuoi proprio parlare la crisi tra ‘800 e ‘900? La fisica, se non hai un insegnante disponibile e competente, lasciala fuori. Se l’argomento fisico che vorresti trattare non è in programma, lascialo fuori. Se la relatività non è un argomento su cui ti sei informato per interesse personale, che ti appassiona perché ne hai capito le questioni concettuali, lasciala fuori.

Male che vada, all’orale ti interrogano e ti chiedono la legge di Lenz. E se il commissario esterno ti domandasse: come mai, con questo tema, non hai detto niente di fisica? potresti rispondere con onestà: perché non mi piace la superficialità.

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