Re: Questioni su riduzione da chimica a fisica da Dirac a oggi

From: Giorgio Pastore <pastgio_at_units.it>
Date: Sun, 04 May 2014 01:03:29 +0200

On 5/1/14 9:39 PM, multivac85_at_gmail.com wrote:
....
> Mi chiedevo pertanto quali sviluppi oggi sono avvenuti rispetto a questo articolo del
> 1929 dove Dirac affermava che "la meccanica quantistica era in grado di spiegare tutta
> la chimica"

Dirac dimenticava la meccanica statistica e anche qualcos' altro
(elettromagnetismo, meccanica classica, termodinamica,...).



> che di fatto vorrebbe dire che è possibile dare una spiegazione scientifica
> che usa esclusivamente il linguaggio della fisica ad ogni processo e fenomeno chimico,
> e che conoscendo soltanto questa spiegazione fisica da essa si potrebbe derivare la
> corrispondente traduzione in termini "chimici" di questi processi senza assolutamente
> alcuna perdita di informazioni. Se invece si negasse questo riduzionismo si dovrebbe
> ammettere che la spiegazione chimica contiene aspetti fondamentali che vengono perduti
> se si venisse a conoscenza solo di spiegazioni utilizzanti termini e concetti fisici.

Onestamente tra tutti i chimici e fisici che conosco che lavorano su
problemi simili (a volte, spesso, gli stessi problemi) non credo di
conoscerne neanche uno che si ponga problemi in termini di riduzionismo.
E neanche io mi sono mai posto problemi del genere. Anzi, direi che per
la fisica-chimica e la chimica-fisica del XXI secolo e' proprio un
problema mal posto.

Col che non vuol dire che non ci siano approcci, punti di vista,
diversi. Ma che livelli di descrizione diversi dei fenomeni a livello
atomico/molecolare sono trasversali e coesistono sia tra fisici, sia tra
chimici. Dire che tutto si riduce a meccanica quantistica/chimica
quantistica e' un grossolano fraintendimento sulle metodologie
necessarie a comprendere il comportamento della materia su scala atomica.


> Volevo perciò sapere se questa concezione riduzionistica di Dirac è stata confutata o
> superata

La seconda che hai scritto.

> oppure se si può dire che solo alcuni aspetti della chimica possono essere
> conosciuti a partire soltanto da concezioni legate solo a termini e concetti di tipo
> fisico.

Boh ? non me ne viene in mente nessuno.

> Ho presente i campi della "Chimica computazionale" e della "Chimica quantistica"
> ma mi chiedevo se esse si potessero ritenere parte della fisica, dato che mi pare che
> assumano già come punto di partenza termini della chimica.

??? non capisco cosa vuol dire "che assumano come punto di partenza
termini della chimica". A che ti riferisci ?

Io sono un fisico ma conosco molto bene moltissimi chimici. Su tante
tematiche ci possono essere differenze di punti di vista, preferenze per
certi approcci piuttosto che altri, obiettivi diversi. Ma alla fine, sia
le persone di formazione fisica, sia quelle di formazione chimica usano
piu' o meno gli stessi strumenti concettuali, a volte organizzati
diversamente, ma non mi viene neanche un caso di reale irriducibilità di
un sistema concettuale all' altro.

Posso citarti un esempio paradigmatico: verso la fine degli anni '70 del
secolo scorso, i fisici computazionali dello stato solido optarono in
massa per l' utilizzo della cosiddatta Teoria dell' energia funzionale
della densita' (o piu' brevemente del funzionale della densita', in
inglese Density Functional Theory) come base teorica per i calcoli di
struttura elettronica, in quanto piu' accurata di Hartree-Fock ma piu'
economica di calcoli di Configuration Interaction per sistemi estesi.
Naturalmente la teoria e' applicabile anche a molecole o piccoli
cluster. Su quel terreno per piu' di un decennio (anni '80) si
manifesto' una frattura tra chimici e fisici. Poi, un po' il
miglioramento delle approssimazioni e un po' l' interesse per metodi di
calcolo efficienti convinsero la maggior parte dei chimici a considerare
metodi DFT con minor sospetto. Oggi fanno parte dei ferri del mestiere
sia di chimici sia di fisici.
Non solo. Ma l' utilizzo di questi metodi ha permesso di riformulare e
rifinire concetti piu' propri della chimica come dare una definizione
operativa dell' identita' di atomi individuali (compresa la loro
struttura elettronica) all' interno di una molecola e altro ancora.

All' altro estremo troviamo l' utilizzo di modelli "elettrostatici" per
atomi e molecole, dove la MQ e' soppiantata da modelli classici di
interazione mediante contributi elettrostatici (cariche, dipoli,
n-poli,...) e questi modelli sono indifferentemente utilizzati da
fisici e da chimici.

Tutto questo e' anni luce da polemiche o questioni di riduzionismo. Ed
e' anche indicativo come in anni recenti il Nobel per la chimica sia
andato ad un Chimico computazionale d.o.c. come Pope ma anche a un
fisico come Walther Kohn (il padre della DFT).

Oggi nei dipartimenti di chimica o ingegneria chimica o fisica atomica e
molecolare americani e della maggior parte delle universita' del mondo
e' usuale trovare in stretta collaborazione e coabitazione fisici,
chimici e ingegneri chimici. Ciascuno con le sue metodologie, linguaggi
e background. Ma credo che nessuno di loro capirebbe questo discorso sul
riduzionismo.

Giorgio
Received on Sun May 04 2014 - 01:03:29 CEST