Se dagli scienziati mi guardo io, dai politici ci guardi...

Altra formula non ho trovato per dichiarare che ho ricominciato a cercare, nella biblioteca della mia cittadina, libri interessanti sulle scienze e sulle teorie della conoscenza, mentre mi disinteresserò completamete delle querelles politiche, a cominciare da quelle italiane. Di Maio? Salvini? Sono questioni che non mi riguardano. Fisici? Biologi? Sono questioni che mi riguardano. Chiarito questo punto, posso riprendere a postare...

Brevi considerazioni riguardo a "La nascita imperfetta delle cose" (2016) di Guido Tonelli che si dichiara fisico delle particelle e parla di tutto quel che riguarda LHC, Peter Higgs, François Englert, Fabiola Giannotti, ecc.; e inizia come se si trattasse di un romanzo: "Siamo i cacciatori del bosone di Higgs, una delle particelle più elusive della storia della fisica. I giornalisti la chiamano "particella di Dio", altri l'hanno ribattezzata il "Santo Graal della fisica, perché è sfuggita a tutte le ricerche condotte da generazioni di scienziati. E noi, ne sono certo, l'abbiamo intrappolata".

Bosone di Higgs: ma non era la particella ultima?

Che "la delusione della scoperta del bosone di Higgs", secondo l'espressione di Horgan, si sia manifestata già dopo la "scoperta" dell'inflazione (ovvero del gravitone e dell'inflatone) mediante radiotelescopio, non lasciando perciò a LHC neppure le briciole, non poteva certo finire lì. E, infatti, con quella incredibile versatilità che solo i teorici matematici della fisica irrealistica sanno esprimere, ecco saltare fuori la soluzione salvifica: LHC dovrà ancora lavorare producendo maggiore energia per verificare che ... il bosone di Higgs non è più la particella ultima, ma la penultima essendo composta di particelle tecnhicolor!!!

Veniamo a sapere di questo nuovo escamotage (che permetterebbe a LHC di continuare a sviluppare sempre maggiore energia, senza chiudere i battenti) da un articolo su Scienzainrete di Filippo Bonaventura, dal titolo "Il bosone di Higgs in technicolor". In questo articolo si ricordano alcune questioni che possiamo tralasciare per concentrarci sulla seguente.

Inflazione cosmica: lo scettico Horgan obietta

Rompiamo il silenzio per un paio di chiarificazioni sulle pretese scoperte empiriche attuate dall'ammirabile tecnologia umana.

Se una tecnologia grandiosa come LHC è stata "premiata" dalla (pretesa) scoperta del bosone di Higgs, e se, ingenuamente, qualcuno ha potuto pensare che ai cosmologi potesse essere gradita l'idea che LHC potesse fornire anche la prova empirica della teoria dell'inflazione, è successo, invece, appena otto mesi dopo, che a fornire la prova del gravitone e dell'inflatone sia stato un altro meccanismo: un radiotelescopio. Insomma, le due principali tecnologie della fisica contemporanea, utili alla sperimentazione del piccolo e del grande, rispettivamente gli acceleratori di particelle e i telescopi, per poter giustificare il loro elevato costo relativo agli impianti, alle maestranze e alle equipe di scienziati, in un periodo economicamente incerto quale l'attuale, dovevano necessariamente inanellare almeno un importante risultato a testa.

Che questi risultati si chiamino bosone di Higgs, inflatone o gravitone, lo dobbiamo soltanto alla circostanza che non esistono altre teorie fondamentali, appena appena accettabili, dal punto di vista empirico e della cosiddetta possibilità di falsificazione. Comunque, come già anticipato, in questo blog, gli stringhisti non staranno a guardare in silenzio, col rischio di perdere i vantaggi finora acquisiti nella "burocrazia" della comunità scientifica anglosassone. E con loro anche i sostenitori di molteplici teorie, più o meno strane, si faranno sentire. Basta solo attendere.

2) Aspettando i risultati di LHC

II] I litigiosi congressi di Solvay (1913-1933) nella accomodante versione di Bohr

(Continuazione) 1913. 1° Conferenza sulla "struttura della materia". Scrive Bohr: "E' illuminante per la comprensione dell'atteggiamento generale dei fisici a quel tempo notare come non fosse ancora generalmente apprezzata l'importanza eccezionale che aveva per queste ricerche (sulla struttura della materia) la scoperta di Rutheford del nucleo atomico". Ma se trascuravano il nucleo atomico, i fisici accoglievano con soddisfazione la scoperta di Laue della diffrazione dei raggi X (Rontgen) nei cristalli.

Alcuni mesi prima della conferenza era stato pubblicato il lavoro di Bohr sul modello dell'atomo, che tentava di interpretare la scoperta di Rutheford, ma, sebbene l'autore non lo dica espressamente, esso fu in sostanza ignorato. A Thompson fu concesso di relazionare ampiamente sulla costituzione elettronica dell'atomo, mentre Rutheford, dice Bohr, accennò solamente alla sua scoperta, insistendo però "sull'abbondanza e accuratezza dei dati che stavano alla base del suo modello nucleare".

Illuminante per definire l'atteggiamento dei fisici non è soltanto lo scarso apprezzamento della scoperta del nucleo. A nostro avviso, questa conferenza si caratterizzò per il prevalere delle influenze positivistiche e idealistiche che la scoperta di Laue sembrava favorire, proprio perché eliminava "gli ultimi dubbi sulla necessità di attribuire proprietà ondulatorie" a radiazioni penetranti i cui aspetti corpuscolari "erano stati illustrati in modo sorprendente dalle fotografie in camera di Wilson".

1) Aspettando i risultati di LHC

I] I litigiosi congressi di Solvay (1913-1933) nella accomodante versione di Bohr

In una raccolta di scritti, pubblicata in Italia nel 1961 con il superbo titolo "I quanti e la vita", Bohr rifà la storia dei Congressi e delle Conferenze di Solvay, smussando tutte le polemiche e i contrasti che li avevano accompagnati, e fornendo la soluzione di compromesso, da lui stesso escogitata, che fu accettata senza vera soddisfazione, appunto soltanto perché era un compromesso che non risolveva niente.

Prima di affrontare la storia scritta da uno dei protagonisti della crisi della fisica dei primi decenni del Novecento, vediamo di riassumere i termini di questa crisi. I Congressi iniziarono nel 1911, dopo la scoperta sperimentale dell'elettrone (Thompson) e del nucleo (Rutheford), dopo l'equazione di Planck e i saggi di Einstein sui quanti di luce e sull'equivalenza massa-energia.

Queste novità riproposero il vecchio dilemma tra la concezione corpuscolare e quella ondulatoria. Agli inizi del Novecento, la comunità dei fisici era divisa tra due concezioni sulla natura della materia: alla costituizione atomistica corpuscolare veniva contrapposta una concezione energetista-ondulatoria, nella quale la materia veniva fatta scomparire. Era questa la forma in cui nella scienza della fisica si riproponeva l'antica opposizione tra materialismo e idealismo.

Rottura spontanea della simmetria: un capovolgimento della realtà naturale

Uno dei problemi della fisica attuale è il seguente: "perché non sono ancora state trovate le compagne supersimmetriche delle particelle note?" Questo si chiede Lee Smolin ("L'universo senza stringhe", 2006), che aggiunge: nella sua formulazione iniziale "si postulava che per ciascun fermione esistesse un bosone con la stessa massa e carica. Ciò implicava l'esistenza di un bosone di massa e carica uguali a quelle dell'elettrone. Questa particella, se esistesse, si chiamerebbe selettrone, ovvero superelettrone. Se esistesse, però, l'avremmo già osservata".

In altri tempi una simile conclusione avrebbe fatto abbandonare l'ipotesi. Invece, la moda, inaugurata nel Novecento, degli aggiustamenti ad hoc, ha permesso di "risolvere" tutto, anche al costo di capovolgere completamente la realtà naturale. E' cosi che la mancata verifica della supersimmetria non ha inficiato l'ipotesi della sua esistenza, per il semplice motivo che è stata giustificata dal concetto di "rottura spontanea" della simmetria. "Il risultato è immediato -scrive Smolin-: il selettrone arriva ad avere una massa notevole e quindi diventa molto più pesante dell'elettrone. Regolando i parametri liberi della teoria (che risultano essere numerosi) si può rendere il selettrone grande quanto si vuole".

Valutazione del merito nella comunità scientifica? Si, in funzione dei finanziamenti!

Le varie metodologie utilizzate per valutare il merito (con il sottoprodotto delle citazioni reciproche per fare punteggio) a che cosa servono se non a ottenere finanziamenti a progetti più o meno validi? E allora, poichè la società, che vede crescere enormemente il numero di scienziati  e  tecnici,  interessati a questi finanziamenti, è fondata sul vecchio capitalismo che si nutre solo di profitto, non bisogna confondere ciò che può essere un contributo alla conoscenza reale con ciò che è solo acqua al mulino della propria associazione.

In attesa dei risultati di LHC III

Una storia "esemplare" del modo di operare della matematica in fisica

Sebbene nella fisica quantistica la produzione matematica degli infiniti fosse stata considerata una disgrazia, cui mettere riparo con le "rinormalizzazioni", nella fisica cosmologica non solo essi furono accettati ma, concepiti come singolarità, vennero considerati persino come risultati reali dei collassi di stelle di grande massa. Il principale responsabile di questa svolta della fisica cosmologica è stato il matematico-fisico indiano Chandra (diminutivo di Chandrasekhar).

Arthur Miller, nel suo libro dal titolo molto espressivo "L'IMPERO DELLE STELLE Amicizia, ossessione e tradimento alla ricerca dei buchi neri" (2005), che può essere considerato anche una biografia scientifica di Chandra, ripercorre le varie tappe di una "ricerca" matematica, che iniziò dallo studio delle nane bianche, alla corte di Eddington, incontrastato sovrano di Princeton. Utilizzando questo testo, potremo in breve farci un'idea del modo in cui dei talenti matematici finirono con l'accettare gli infiniti matematici, giungendo a concepire la singolarità dei "buchi neri".

In attesa dei risultati di LHC II

I limiti della matematica secondo i maestri della dialettica: Hegel ed Engels

Prima o poi qualcuno doveva assumersi il compito di rimettere in discussione la matematica pura ridimensionandone le pretese. E quale momento migliore per farlo di quello in cui queste pretese sfociano nella ricerca della Teoria del Tutto, della teoria che dovrebbe porre la parola fine alla scienza "più fondamentale": la fisica? Nell'Ottocento, a ridimensionare le ben più modeste pretese della matematica ci pensarono i maestri di quella dialettica che, non a caso, fu respinta con orrore da una comunità scientifica che aveva cominciato a indirizzarsi verso la matematizzazione della fisica.

Perciò, prima di affrontare l'attuale predominio della matematica pura in fisica, è opportuno vedere come Hegel ed Engels giudicarono i limiti della matematica del loro tempo. Una premessa è però indispensabile: la teoria della conoscenza e la matematica hanno una lunga storia in comune, il cui inizio risale all'antico pensiero greco. Ma la logica matematica ha avuto sempre una posizione subordinata rispetto alla logica dei concetti, essendo semplicemente lo strumento di calcolo delle grandezze. Essa doveva misurare delle quantità; ma le quantità da misurare non erano astrazioni pure, erano quantità di qualità concrete delle cose, astratte dalla logica dei concetti.

In attesa dei risultati di LHC I

Poiché l'attesa dei risultati di LHC non sarà breve, occupiamola con una serie di post sul predominio della matematica pura in fisica teorica che LHC, si spera, contribuirà a scalzare.

Le pretese della matematica pura

I matematici puri del Novecento hanno fatto fin troppo affidamento sulla incomprensibilità della loro disciplina, e solo per questa ragione hanno ritenuto di potersi sottrarre al giudizio della teoria della conoscenza. Non solo, ma in quanto si affidano a una logica indipendente e autosufficiente, sulla quale chi non appartiene alle loro file non può dare valutazioni di merito, hanno potuto sostenere che non esiste altra logica fondamentale che la logica matematica, e che, di conseguenza, la conoscenza umana è fondamentalmente una questione di matematica pura. Beata allora la fisica, in quanto unica scienza della natura che può utilizzare pienamente i risultati di questa matematica, senza limite alcuno.

Ma la logica matematica, in se stessa, è in grado soltanto di valutare la coerenza di assiomi, equazioni e modelli prodotti dalle elaborazioni dei matematici puri. E troppo spesso, trattandosi di prodotti matematici molto complicati, resi ancor più incomprensibili da astrusi modelli "fisici", vengono ammesse correzioni ad hoc anche truffaldine, pur che siano accettate dal consenso generale della comunità dei fisici.

Ad esempio, il sofferto passaggio dalla relatività ristretta alla relatività generale è stato mediato da un aggiustamento matematico, trasformando una pretesa quarta dimensione temporale, radice quadrata di -1 moltiplicata per ct, in una generica quarta dimensione x4, da cui la bizzarra conclusione di avere a che fare con una dimensione immaginaria a causa del numero immaginario, radice quadrata di -1, che ha giustificato la pretesa esistenza di un universo quadrimensionale immaginario. E questo imbroglio è stato accettato per consenso generale.

LHC e i tempi lunghi della conoscenza IV

LHC: non è solo la ricerca del chimerico bosone di Higgs

Trovare il bosone di Higgs equivarrebbe a garantire il successo alla teoria standard, o vecchia fisica. Di conseguenza, non ci sarebbe bisogno di "nuova fisica". Allora, quando su "Le Scienze" si invoca, da più parti, la "nuova fisica" è come se implicitamente si ammettesse che il bosone di Higgs non verrà mai trovato (in quanto chimera, esistente soltanto nel modello matematico della vecchia fisica, come del resto chi scrive sostiene da tempo).

Ma, se questo pessimismo sottinteso di "Le Scienze" verrà confermato dalla realtà sperimentale, a soffrire saranno soltanto i fisici teorici legati alla vecchia teoria standard, e soltanto loro. Perché i fisici teorici della "nuova fisica", tra i quali soprattutto la più recente generazione di stringhisti, gioiranno nell'illusione di garantirsi il primato. A loro volta, gli sperimentali potranno felicitarsi in ogni caso, perché, comunque vada, avranno dimostrato le loro grandi capacità con colossali risultati tecnologici. Inoltre, potranno sempre sperare di scoprire qualcosa di nuovo, sul quale i teorici dovranno poi sviluppare "nuova fisica".

LHC e i tempi lunghi della conoscenza III

Ma quale conferma o smentita sperimentale si attende? 

Occorre qui considerare il ruolo degli acceleratori in relazione alle cosiddette predizioni della matematica fisica: ossia lo stridente contrasto esistente tra i modelli matematici della fisica delle particelle e le osservazioni della fisica sperimentale. Alla base di questo contrasto c'è la certezza che, per quanti capitali si possano investire, l'uomo non potrà mai produrre acceleratori in grado di generare l'energia "ultima", corrispondente alla lunghezza di Planck, 10^19 GeV, tanto mitizzata dalla fisica quantistica.

Per avere un'idea di questa impossibilità, ricaviamo i seguenti dati da Salam ("La nuova fisica" 1998): con un acceleratore che percorresse il perimetro della Terra, come immaginò Fermi, si potrebbero raggiungere i 10^10 GeV. Con un acceleratore che andasse dalla Terra  al Sole si otterrebbero 10^14 GeV. Infine, per raggiungere la massima energia di 10^19 GeV, occorrerebbe un acceleratore di 10 anni luce di lunghezza. In conclusione, la "distanza di Planck" è per noi infinitamente lontana. Di conseguenza, a che cosa serve concepire una "energia" irraggiungibile?

LHC e i tempi lunghi della conoscenza II

L'inevitabile contrasto tra i teorici  e gli sperimentali

Secondo Suskind ("Il paesaggio cosmico" 2006), i critici della teoria delle stringhe appartengono a due ambienti:

I] "I teorici della materia condensata convinti che la teoria giusta sia "emergente". La fisica della materia condensata è lo studio delle proprietà della materia comune in forma solida, liquida e gassosa. Secondo questa scuola, lo spazio e il tempo emergono da qualche ben definito oggetto microscopico allo stesso modo in cui i reticoli cristallini e i superconduttori emergono dal comportamento collettivo di un gran numero di atomi. In molti casi il comportamento emergente è pressoché indipendente dai dettagli microscopici particolari". Dunque, i punti di partenza sono dettagli  inutili. "I fisici, si sostiene, dovrebbero sforzarsi di capire le regole e i meccanismi dell'emergenza stessa; in altre parole, dovrebbero studiare la fisica della materia condensata", dove evidentemente il ruolo dello sperimentatore prevarrebbe su quello del teorico matematico!

LHC e i tempi lunghi della conoscenza I

Sulla pretesa bellezza della teoria matematica 

I fisici hanno sempre preteso teorie che per la loro semplicità ed eleganza fossero belle, ma poi si sono ritrovati con qualcosa che assomiglia "molto più alla zoologia o alla botanica", come è costretto ad ammettere Susskind ("Il paesaggio cosmico" 2006), che rincara la dose: "Mi piacerebbe poter dire che [le leggi della fisica] sono eleganti. Ma la verità è che non lo sono. Ci sono troppe particelle, troppi diagrammi di vertice, troppe costanti di accoppiamento. E non ho ancora parlato dell'accozzaglia casuale che sono le masse che caratterizzano le particelle".

Dopo simili premesse, la conclusione suona però un pò strana: "Il tutto sarebbe un minestrone ben poco attraente se non fosse per una cosa: descrive le proprietà delle particelle elementari, dei nuclei, degli atomi e delle molecole con una precisione incredibile". Ma anche su questa pretesa precisione egli ha qualcosa da ridire: il prezzo che si deve pagare è l'aggiunta di ben 30 costanti. Insomma, la "precisione incredibile" altro non è che il risultato di aggiustamenti ad hoc. Infine, se aggiungiamo alla fisica quantistica anche la cosmologia, le costanti ad hoc arrivano al numero di 100. Così ci assicura Susskind.

LHC: da 10^2 GeV a 10^3 GeV: che cosa dobbiamo aspettarci?

Per ottenere la crescita di un fattore 10, risultato ancora incerto, sono state spese energie economiche e tecnologiche formidabili. Ma che cosa può rappresentare il raggiungimento di una “distanza” equivalente a 10^3 GeV, se il distacco dalla “lunghezza di Planck” (10^16 GeV) è praticamente incolmabile? Eppure, “Le Scienze” di Bellone avvalora l’attesa entusiastica di una nuova rivoluzione scientifica. Ma delle due, l’una: o a ogni fattore 10 occorrerà rivoluzionare la fisica, e di conseguenza la specie umana dovrà vedere molte di queste rivoluzioni, oppure bisognerà che la materia faccia la cortesia di confermare tutte le aspettative dei fisici teorici (compresa la Teoria del Tutto) già al livello di 10^3 GeV.

LHC: guasto tecnico o fallimento teorico?

Il "guasto" del supercollisore del CERN, l'LHC, sembra aver suscitato riflessioni teoriche sulla conoscenza scientifica, con l'apertura, dal novembre 2008, di una nuova rubrica su "Le Scienze", intitolata "Scienza e filosofia". A Enrico Bellone, che lasciava la carica di direttore per raggiunti limiti d'età, abbandonando anche la sua rubrica, "Il pensiero forte", subentravano due giovani professori di filosofia della scienza, Elena Castellani e Telmo Pievani, i quali, nella nuova rubrica, hanno cominciato alternandosi e proponendo, rispettivamente, tematiche relative alla fisica e tematiche relative alla biologia.

Ora, che ci sia un nesso tra l'interruzione dell'esperimento al CERN e la novità dell'interesse della rivista "Le Scienze" su questioni di teoria della conoscenza, lo conferma anche il titolo del primo contributo alla nuova rubrica, firmato da Elena Castellani: "LHC e lo scopo della scienza", ma soprattutto il seguente passo: "Quello che succede al CERN tocca aspetti cruciali dell'impresa scientifica, che ne riguarda lo status, il metodo e lo scopo. Sono in gioco questioni di fondo che coinvolgono non solo la natura della scienza come forma di conoscenza che si vuole il più possibile "razionale", "oggettiva" e "fondata", ma anche il suo stesso fine".