Come sono nati gli studi riguardo l’universo e il mondo delle nanoparticelle? (http://htwins.net/scale2/) Questo percorso è iniziato più di 2600 anni fa, quando nell’antica Grecia nasceva la filosofia, che in qualità di disciplina “amante della saggezza”, tentava di descrivere i fenomeni da sempre visibili all’uomo, ma non comprensibili in maniera inequivocabile. I mezzi a disposizione per effettuare le ricerche erano ben pochi, riducendosi, all’inizio, ai soli sensi e alla capacità di ipotizzare possibili teorie sulla base dell’esperienza. Per questo motivo, è sbalorditivo quanto le prime idee che sono emerse riguardo a come sia strutturato e come funzioni il Cosmo, il mondo in cui viviamo, risultano in linea con quello che i fisici moderni sono riusciti a verificare.

Periodo cosmologico

Gli uomini che su questo cammino hanno mosso i primi passi appartengono al periodo chiamato appositamente “Cosmologico”, quando l’interesse primario era lo studio di ciò che più toccava le persone da vicino: la totalità di tutto ciò che nasce, vive e muore. Per ciò i filosofi che vi appartengono vengono definiti fisici, non nel senso che attribuiamo oggi a questa parola, ma ponendo in primo piano il legame con la parola greca physis, ovvero natura. Tra questi vengono distinti i fisici naturalisti e i fisici pluralisti.

Fisici naturalisti

A tale gruppo appartiene Anassimandro, a cui per primo si deve riconoscere il merito di aver tentato di abbattere i limiti in cui l’uomo era convinto di vivere, sostenendo che” principio degli esseri è l’infinito, da dove infatti essi hanno l’origine”.

Egli individua l’archè (principio primo alla base della realtà), nell’àpeiron, che letteralmente significa senza limiti. Si tratta di un caos originale in cui nulla è distinguibile sia: essendo privo di forma e determinazione, non presenta costrizioni tanto all’interno quanto all’esterno. Questo infinito è anche ciò che governa il mondo. Si tratta dunque di qualcosa di astratto, una legge del tempo e del divenire senza però che essa stessa appartenga al tempo o divenga. Anassimandro argomenta una teoria sull’origine del Cosmo: dal caos iniziale, dove c’è armonia tra un infinito temporale e spaziale, gli opposti si scontrano (idea che ricorda non poco la teoria del Big Bang) e si separano creando dei corpi finiti e ingiusti, i mondi. Qui nasce l’uomo, secondo un’ipotesi evoluzionista, sviluppandosi da esseri viventi acquatici fino ad essere in grado di vivere sulla terra. Inizia così una vita ciclica, continua, infinita: il mondo nasce quando il caos originale implode in sé stesso, la vita è un lento consumarsi e tutti gli elementi torneranno poi nel caos originario.

Un altro filosofo pre-sofista, che fu anche un grande matematico e scienziato, è Pitagora e dopo di lui, gli studiosi del suo pensiero: i pitagorici. Questi individuano l’archè nei numeri, che non vengono considerati un’entità astratta, bensì concreta, qualcosa di tanto reale da occupare uno spazio. Erano infatti rappresentati attraverso configurazioni ordinate di punti (“calcolare” deriva dal latino calculus, che significa “sassolino”. Gli antichi Greci e Romani eseguivano operazioni disponendo alcuni sassolini su una superficie piana).

Se la natura delle cose si modella su quella dei numeri, allora tutte le opposizioni vanno ricondotte ad essi, partendo da pari (in cui domina l’illimitato, che li rende imperfetti, in quanto sfuggono alla possibilità di controllo) contro dispari (in cui troviamo il limitato, che li fa risultare perfetti, perché  determinati e conoscibili).

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Poiché anche i corpi celesti compiono, percorsi regolari, esprimibili numericamente, i pitagorici giungono a sostenere l’esistenza di un’armonia delle sfere celesti, non afferrabile dall’ occhio umano. Il cosmo (la parola greca kòsmos viene probabilmente introdotta da Pitagora con il significato di “ordine”) è costituito infatti da un fuoco centrale, intorno al quale ruotano tutti i corpi celesti, tra cui la Terra, che non viene vista,  per la prima volta nella storia, come centro dell’universo.

Per quanto riguarda il mondo dell’infinitamente piccolo, i pitagorici furono forse i primi filosofi/matematici che realmente ebbero a che fare con questo concetto. La loro matematica è basata sulla “discontinuità”, in quanto  l’accrescimento di una grandezza procede per “salti discontinui”, essendo impossibile aggiungere qualcosa che sia minore dell’unità. In questa visione del mondo, tutti gli oggetti sono costituiti da un numero finito di  particelle minuscole simili agli atomi. Due grandezze, dunque, possono essere espresse con un numero intero ed sono tra loro commensurabili, cioè ammettono un comune denominatore. Il pensiero pitagorico viene messo in crisi dalla scoperta delle grandezze incommensurabili, elaborata all’interno della scuola stessa e custodita come un segreto inconfessabile. Applicando il teorema di Pitagora ad un triangolo rettangolo isoscele si nota che il rapporto tra ipotenusa e cateto è uguale a √2 . Questo numero è irrazionale, significa cioè che per determinare le sue cifre dopo la virgola è necessario procedere nell’infinitamente piccolo:1,414213562.

Fisici pluralisti

I fisici pluralisti si rendono conto che è sbagliato parlare di nascita e di morte come fenomeni totalmente distinti e perciò chiamano questi due processi aggregazione e disgregazione, concetti che implicano la pluralità ed il movimento degli elementi.

Molto interessante risulta il pensiero filosofico di Anassagora (V secolo a.C.),  che individua l’archè  nei semi, particelle piccolissime, invisibili all’uomo, infinitamente divisibili e presenti in numero infinito. Ogni cosa ha in sé i semi di tutti gli altri elementi, quindi si può affermare che “tutto è in tutto”.

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Il filosofo elabora anche una teoria riguardo la pluralità dei mondi secondo la quale i semi formano sistemi planetari simili al nostro: esistono quindi altri corpi celesti analoghi al Sole, alla Luna e alla Terra, la quale non risulta, quindi, il centro dell’universo. L’uomo si trova calato in una realtà che da un lato è esageratamente ampia per le sue capacità conoscitive e dall’altro risulta composta da semi di dimensioni così piccole da sfuggire alla percezione. Il filosofo intuisce dunque, sia l’infinità della materia, che l’equivalenza tra microcosmo e macrocosmo: “non v’è mai un limite minimo del piccolo, ma v’è sempre un più piccolo, essendo impossibile che ciò che è, cessi di essere per divisione. Ma anche nel grande v’è sempre un maggiore. Ed è uguale in estensione al piccolo: di per sé ogni cosa è insieme e grande e piccola” 

Un altro filosofo che rientra nel gruppo dei fisici pluralisti è Democrito (V-IV secolo a.C.),  fondatore dell’atomismo (dal greco temno, “tagliare”, preceduto da α privativa, che si può tradurre con “indivisibile”): dottrina filosofica secondo cui tutto è costituito da aggregazione di atomi.  Questi, essendo definiti come quantità infinitesime oltre le quali non si può andare, sono del tutto privi di determinazioni qualitative, poiché formati tutti della medesima materia, ma differiscono per quanto riguarda gli aspetti geometrico-quantitativi (forma, grandezza, ordine e posizione). Inoltre, sono eterni, ingenerati, indistruttibili e in grado di compiere un moto vorticoso nel vuoto, cioè in uno spazio che risulta infinito in grandezza, come gli atomi lo sono in numero. Essi si incontrano casualmente e danno origine a mondi che possono essere infiniti, poiché si trovano in un Cosmo a sua volta senza limiti.

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Epicuro (fine IV secolo a.C.), riprende la teoria atomistica e dota gli atomi di un intrinseco impulso al moto che permette loro di aggregarsi casualmente e costituire infinite combinazioni di composti. Nasce dunque la teoria degli infiniti mondi possibili: questo mondo è nato così perché alcuni atomi si sono incontrati in un certo modo; in futuro, tali atomi si disintegreranno e assumeranno un altro schema, creando un diverso mondo possibile. L’universo fisico di Epicuro è discontinuo poiché composto di elementi irriducibili tra cui c’è il vuoto ed è infinito perché non è pensabile un punto oltre al quale fissarne il limite.

Neoplatonismo

Plotino (III sec d.C) è il filosofo che compie il primo strappo con la tradizione pitagorica greca, che vedeva nel compiuto e limitato la perfezione assoluta. Egli pensa che almeno Dio debba essere infinito dato che  è la prima realtà sussistente, assolutamente libera e incondizionata. Esso non può contenere alcuna divisione, molteplicità,  distinzione o limite. Ma allora come si rapporta con il mondo? Essendo al di là della sostanza, è sito in un luogo che va oltre il nostro mondo, è  qualitativamente superiore e non compone il nostro universo, ma lo genera da una posizione che trascende dell’essere.

Filosofia rinascimentale

Cusano (XVI secolo d.C.) propone una visione dell’universo in rapporto a Dio: il mondo (inteso come ordine fisico) è tutto “implicito” in Lui, poiché Egli stesso è la complicatio (complicazione =  piegare insieme) , l’insieme di tutte le cose. Ma Dio ne diviene anche l’esplicatio, cioè l’esplicazione, in quanto si dispiega nella realtà stessa, rimanendo comunque al di là di essa. L’idea che ogni parte del Cosmo sia imperfetta ed equivalente alle altre è già di per sé capace di scardinare un fondamentale concetto morale del medioevo: l’universo non è stato creato per le esigenze dell’uomo ma anzi, nella sua infinità, gli è assolutamente indifferente. Ne deriva un’altra fondamentale conclusione di tipo astronomico: la Terra si muove in quanto, non occupando il centro, deve anch’essa rapportarsi in modo razionale e definito al movimento degli altri pianeti.

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Giordano Bruno(XVI secolo d.C.) espone un’idea che risulta al suo tempo scandalosa: E’ dunque l’universo uno, infinito, immobile. Non si genera, non si corrompe; non si può sminuire o crescere, non può esser soggetto di mutazione secondo qualità alcuna, né può aver contrario o diverso che lo alteri, perché in lui ogni cosa è concorde”(De la causa, principio et Uno).

L’argomentazione di Bruno per sostenere l’infinità dell’universo è semplice: una volta che ammettiamo il carattere infinito dell’incorporeo – cioè di Dio – in quanto non possiamo concepirlo come dotato di limiti, ma di onnipotenza e di altre sovrumane qualità, non possiamo pensare che il frutto della sua attività sia una realtà finita, quale l’universo teorizzato dagli aristotelici. Esisteranno dunque infiniti mondi.

A continuare la ricerca in campo scientifico è Galileo (XVI-XVII secolo d.C.). Questi afferma che un segmento può essere diviso in altre lunghezze ancora divisibili e quindi, si deve necessariamente ammettere che esso sia composto da infinite parti.  Galilei è però anche il primo a rendersi conto dei paradossi che questa tesi comporta e, non riuscendo a trovare soluzioni, si trova costretto a negare, come matematico, la possibilità di indagare l’infinito. Quando “siamo tra gl’infiniti e gl’indivisibili, quelli sono incomprensibili dal nostro intelletto finito per la loro grandezza, e questi  per la loro piccolezza”. Tuttavia Galileo, come filosofo, si permette di fare delle congetture “arbitrarie e non necessarie” sulla natura dell’infinito. Per quanto riguardo gli studi sul macrocosmo, fece dei sorprendenti passi avanti, grazie all’uso di un nuovo strumento astronomico: il cannocchiale. Egli scrive infatti: “oltre alle stelle di sesta grandezza si vedrà col cannocchiale un così gran numero di altre, invisibili alla vista naturale, che appena è credibile: se ne possono vedere infatti più di quante ne comprendano le altre sei diverse grandezze… 

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Galileo ha iniziato quindi la prima concreta analisi della nostra Galassia, anche se, pur allargando i confini dell’universo oltre il cielo delle stelle fisse, non lo definisce ancora infinito. Ciò di cui ancora Galileo non sembrava rendersi conto, o che forse non ammetteva per cautela, è che ormai l’uomo era pronto a spingere l’occhio verso l’infinito, “frantumando” una volta per tutte l’involucro che da sempre si riteneva racchiudesse l’universo.

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