confermare o confutare una legge: il caso della conservazione dell'energia

From: Multivac85 <multivac85_at_gmail.com>
Date: Thu, 6 Dec 2012 14:16:32 -0800 (PST)

Mi sono interessato di recente a cercare di vedere se e hanno
riscontro nelle effettive pratiche scientifiche le varie affermazioni
epistemologiche su come distinguere se una teoria � scientifica oppure
no (i verificazionisti, Popper, Kuhn e cos� via) e ho pensato che
fosse buona cosa usare un esempio di legge fisica abbastanza
rilevante, cos� ho pensato alla legge di conservazione dell'energia.
Feynman, fisico noto per non amare troppo divagazioni filosofiche
generiche, nella sua raccolta di conferenze "La legge fisica", dedica
uno spazio a presentare varie leggi di conservazione di aspetti
particolari come quella della carica, quella dei barioni, quando cerca
di illustrare la legge di conservazione dell'energia afferma che
"abbiamo un numero che non cambia nel tempo ma questo numero non
rappresenta nessuna cosa in particolare", facendo notare la
particolarit� di questa legge.

Qui Feynman fa un curioso paragone con un bambino che in una stanza
gioca con i cubetti e li nasconde in vari modi e la mamma nel
frattempo assente, che all'inizio li aveva contati prima di uscire
dalla stanza, ogni volta che torna cerca di dedurre che essi sono
sempre gli stessi, anche se i cubetti non sono direttamente
individuabili (ad esempio sono dentro una scatola non apribile e
allora la si deve pesare, oppure sono sotto un certo livello d'acqua
e allora si deve misurarlo...). Feynman dice che la cosa � analoga per
l'energia ha parte per il fatto che non si sono mai visti
direttamente, n� all'inizio n� dopo, "cubetti di energia".

Cosa centra tutto ci� con la verifica o confutazione di una teoria?
Ebbene, Feynman mostra vari esempi in cui tale legge sembra essere
violata ma in seguito si riesce sempre a trovare un modo per trovare i
numeri per bilanciare il tutto: una sfera che rotola fino a fermarsi
sembra far sparire l'energia del moto e invece la trasmette
all'energia termica delle particelle sul pavimento, l'energia del cibo
consumato dagli esseri viventi che si trasforma in modo analogo con la
combustione, continuando con i quasar la cui origine dell'enorme
energia era a quel tempo ancora poco chiara, (ma in cui comunque si �
preferito usare sempre modelli che conservino l'energia) e terminando
con il caso della reazione in cui un neutrone si disintegra in
particelle che all'inizio sembravano essere solo due, rispettivamente
un protone e un elettrone. Tuttavia la somma dell'energia di un
protone pi� un elettrone non dava quella del neutrone e quindi alcuni
come Bohr pensarono che la legge di conservazione funzionasse solo in
"media", alla fine per� s� scopr� che in realt� esisteva anche una
terza particella prodotta, l'antineutrino, che pareggia ancora i
conti.

Questo insieme di casi mi ha fatto un po' riflettere su come a volte �
un po' ingenuo pensare che una legge si possa confutare o verificare
in modo semplice e lineare, il caso in questione, mi pare che peraltro
sia notevole perch� � difficile in effetti capire se per "legge di
conservazione dell'energia" si intendi la stessa cosa di quella che si
intendeva tre secoli fa, poich� sembra che a poco a poco si sia
"ridefinita" l'energia inglobando aspetti di fenomeni sempre pi�
diversi (cinetici, gravitazionali, termici, elettrici, luminosi,
finch�, con Einstein si � allargata perfino alla massa) e quindi ci si
chieda alla fine se si pu� parlare di una legge sempre confermata o
piuttosto di una legge sempre ritoccata e che dunque sarebbe scorretto
mantenerne immutato il nome. Certo si potrebbe darne una definizione
ipergenerale del tipo che questa legge afferma che "qualcosa rimane
costante" ma a questo punto mi verrebbe un dubbio: non � per caso che
tale formulazione riveli che la "legge di conservazione dell'energia
sia in realt� una specie di "postulato" della fisica che si accetta
per� non per un gusto soggettivo arbitrario ma perch� esso � un
postulato "fecondo" ovvero grazie ad esso si riesce a scoprire,
prevedere e comprendere pi� fenomeni che non usandolo. Questo secondo
me sembra che abbia una semplice motivazione non solo a posteriori,
nei risultati pratici, ma anche a priori, ovvero se si rinuncia a un
certo punto di cercare aspetti che non mutano, si rinuncia in pratica
ad allargare il campo dei fenomeni spiegabili in modelli scientifici.
Insomma, se ci si pensa bene, anche nei casi di oggi in cui si parla
di energia oscura o asimmetria materia-antimateria, non sembra li si
usi per nuovi modelli dell'universo in cui permettere la violazione
della legge di conservazione dell'energia, anzi sembra che il fatto
che tali fenomeni sembrino sfidarla sembra spingere a salvarla in
nuovi modi... o sbaglio?

Sia ben chiaro, lungi dall'affermare che la legge di conservazione
dell'energia sia da ritenere in senso dogmatico come un principio nato
esclusivamente da speculazioni metafisiche, anche se a una certa
analogia con "ex nihilo nihil fit" ci si pu� collegare come
ispirazione, mi chiedevo perci� cosa ne pensate al fatto di quanto
basilare sia questa legge e al fatto che i casi in cui essa �
coinvolta possono essere utili per capire come le leggi fisiche
vengono effettivamente testate e ritenute valide almeno per il
momento.

Ciao.
Received on Thu Dec 06 2012 - 23:16:32 CET