Fisica, delitti e digressioni (ebook)

Domenico Signorelli - Fisica, delitti e digressioni

Domenico Signorelli

Fisica, delitti e digressioni

7 casi da risolvere, 7 insolite lezioni di fisica, un numero imprecisato di peregrinazioni della mente

© Matematicamente.it – settembre 2012

www.matematicamente.it - libri@matematicamente.it

ISBN 9788896354346

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Domenico Signorelli - Fisica, delitti e digressioni

Presentazione

I testi scolastici di fisica possono apparire ostili e minacciosi; l’autore si è proposto con questo libro di estrarre la bellezza dei principi di questa scienza per proporli in un modo nuovo e originale che si serve della suspense del giallo, raccontando sette storie intriganti di un commissario e un professore di fisica. La tensione investigativa, la quotidianità, le digressioni su piccoli e grandi temi del vivere, rendono i sette gialli un’occasione di piacevole apprendimento, libero da obblighi scolastici e da schemi rigidi di studio.

Ogni racconto si propone di sviluppare un argomento di fisica tipico della scuola superiore in un contesto informale, attraverso il dialogo tra il commissario Borsari e il professore Salviati. Non mancano le escursioni storiche, aneddotiche e biografiche.

Un modo quindi di utilizzare il cosiddetto storytelling nella didattica della fisica, costruendo un ambiente familiare ed emotivamente coinvolgente allo scopo di indurre il lettore a interiorizzare i concetti e a rielaborarli in maniera critica e riflessiva.

Un esperimento di fusione tra rigore scientifico e duttilità narrativa nel dichiarato intento di proporre un nuovo canale formativo e didattico.

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Domenico Signorelli si laurea in Matematica all’UNICAL di Cosenza. Dopo un’iniziale esperienza come programmatore presso alcune aziende di software, si dedica stabilmente all’insegnamento. Da diversi anni è docente di matematica, fisica e informatica in istituti pubblici e privati e collabora con varie agenzie formative.

Vive in una località a 38°49 26 Latitudine Nord e

I II

16°25 28 Longitudine Est, ma che per semplicità

I II

chiameremo Girifalco (CZ).

Quando non è impegnato a insegnare, si dedica, con estremo piacere, a imparare. do.signorelli@gmail.com

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Che siano sempre la logica e la razionalità a guidare

.

le nostre scelte e il nostro agire

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Indice

Presentazione .......................................................................... 3

Introduzione ........................................................................... 7

Una grave leggerezza .......................................................... 18

Un dettaglio di grande portata ........................................... 42

Un ardente desiderio di esattezza ..................................... 68

Un’acuta riflessione ........................................................... 104

Un silenzio assordante ...................................................... 130

Un’altezza che dura un istante ......................................... 156

Un’idea illuminante ........................................................... 188

FINE ................................................................................... 212

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Introduzione

Durante il periodo adolescenziale, leggevo libri anche, o solo, per il piacere di immergermi nell’incantesimo di una narrazione emotivamente coinvolgente. Il significato della narrazione era meno importante della forza delle immagini e delle sensazioni che una pagina riusciva a evocare dentro di me. Non contava tanto se il contenuto fosse reale o inventato, ma la capacità dell’autore di ammaliarmi con scene suggestive, con il ritmo del periodo, con il suono delle parole.

La parola era tutto. Essa esercitava su di me una seduzione particolare. In molti casi, ero perfettamente consapevole che dietro a un’eccellente iperbole lessicale ci fosse il nulla, ma il virtuosismo, con cui quel “nulla” veniva raccontato e descritto, conferiva una dignità ragguardevole anche ai contenuti più insignificanti. Con il termine “nulla” mi riferisco al fatto che la ricercatezza dei termini non era funzionale al contenuto, ma fine a se stessa. Lo stile manierato non era ancillare all’argomento oggetto della narrazione, ma era, esso stesso, il protagonista indiscusso. Nessuna pretesa di utilità, non un significato morale, non un fine culturale o formativo, non un’analisi storico-sociologica, non uno studio introspettivo. Nulla. L’Arte per l’Arte qualcuno direbbe.

Questa mia inclinazione lentamente cedette il passo a un atteggiamento più intransigente, che non mi permise più di considerare la lettura come semplice attività d’intrattenimento. L’epilogo di questo cambiamento fu una posizione diametralmente opposta: un libro deve essere istruttivo; perché sia istruttivo deve comportare

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crescita e la crescita arriva soltanto nel momento in cui, il lettore accetta la fatica e la sfida di leggere di ciò di cui ancora non sa. Ci tenevo a esprimere questo concetto perché voglio che sia chiaro sin da subito cosa penso riguardo alla lettura e con quali intenzioni ho scritto queste pagine. Scoprire che questo libro sia stato istruttivo per qualcuno, sarebbe la mia più grande soddisfazione. Spero di riuscirci.

Il primo libro di divulgazione scientifica che ho letto è stato Dal Big Bang ai Buchi Neri, di Stephen Hawking, uscito alla fine degli anni ottanta. Chiaramente, nel periodo della sua uscita, io ero praticamente un bambino e me lo ritrovai nelle mani soltanto una dozzina di anni dopo. Inutile dire che il libro è strepitoso e che il livello dei contenuti, per qualità e quantità, è pari solo alla fama dell’autore. Tuttavia la lettura di questo saggio iniziò da parte mia con una risata. Nella prima pagina, quella dei ringraziamenti, Hawking comunica al lettore lo stato d’animo col quale si era accinto a scrivere un tale libro, ammettendo, tra l’altro, la preoccupazione che lo attanagliò quando dovette decidere se ricorrere o no all’utilizzo di formule per spiegare, compiutamente, i concetti. La mia risata scaturì nel momento in cui l’autore confessa, che qualcuno a lui vicino, gli aveva bruscamente intimato di non usare formule matematiche, perché ogni equazione inclusa nel libro avrebbe dimezzato le vendite.

Uno degli ultimi libri che ho letto è La Fisica dei Super Eroi di James Kakalios. Nell’introduzione, l’autore parla del fatto che, come professore di Fisica, viveva la costante frustrazione di vedere studenti svogliati e poco coinvolti

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dall’argomento. Tale frustrazione raggiunse il picco massimo quando Kakalios, camminando per i corridoi della sua università dovette, suo malgrado, ascoltare la conversazione molto schietta (pure troppo!!!) tra due studenti. In questo scambio di battute, uno diceva all’altro, “…tutto ciò che m’interessa per il mio futuro, è di riuscire a creare un’attività nella quale trovare un prodotto che si possa acquistare a poco e rivendere a tanto e non sprecare il tempo a sentir parlare di corpi che precipitano o che rotolano”. Da qui l’idea di scrivere un libro che parlasse di Fisica, ma che fosse più accattivante per i lettori. Lo spunto si concretizzò nella stesura del volume sopra menzionato, in cui l’autore si propone di spiegare i fenomeni fisici usando i personaggi dei fumetti e i loro super poteri. L’idea è buona e originale, ma evidentemente l’entusiasmo di Kakalios dura poco perché si rende subito conto che, nonostante l’ausilio dei simpatici super eroi, tra l’altro vestiti in maniera molto allegra e variopinta, arriverà il momento in cui i concetti da illustrare non potranno eludere la complessità.

Ecco che ci risiamo! Questa volta il timore di provocare il panico nei lettori induce l’autore a proporre loro, addirittura, un patto: Kakalios s’impegna a non usare niente di più complicato delle quattro operazioni fondamentali, addizione – sottrazione – moltiplicazione – divisione, purché i lettori promettano che non si lasceranno sopraffare dal terrore nel vedere un’equazione matematica, dandosi alla fuga.

Dall’anno di uscita del primo libro all’anno di uscita del secondo sono passati circa vent’anni, ma sembra che nulla sia cambiato. Si ha l’impressione che, se si decide di

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scrivere un libro con contenuti di natura scientifica, la prima cosa da fare sia quella di scusarsi con i lettori e cercare di tranquillizzarli, sin dalle primissime pagine, in modo da non sentirsi in colpa per i loro eventuali malori.

Nasce, quindi, il solito dilemma riguardo al tenore dei contenuti. Si può fare una scelta integrale e in tal caso si ottiene un risultato di difficoltà elevata che rimane appannaggio di poche persone in possesso di quelle conoscenze, oppure si può fare la scelta opposta, cioè rinunciare a ogni approfondimento tecnico e, cosa più importante, ricorrere al cilicio ogni qualvolta sopraggiunge la tentazione di utilizzare simboli e operatori matematici.

Esattamente a metà strada tra i due libri menzionati si colloca, per anno di uscita, il libro Sherlock Holmes e i misteri della scienza di Colin Bruce. Il titolo è abbastanza eloquente. L’autore utilizza l’investigatore più famoso della letteratura per dipanare una serie di casi la cui soluzione richiede la comprensione di importanti fenomeni scientifici. Ancora una volta l’idea è davvero brillante. Bruce cattura l’attenzione del lettore grazie al potere magnetico della trama e della suspense poliziesca. Anche in questo caso, nessun riferimento a formule o equazioni, come tiene subito a sottolineare il dottor Watson nella sua supplica, “… per favore, Holmes, niente matematica: l’algebra mi fa orrore!”.

L’idea di scrivere i miei racconti è nata proprio dopo aver letto il libro di Bruce. La sua intuizione mi era molto piaciuta. Cimentarmi nella composizione di racconti che parlassero di Fisica senza provocare letargo o imprecazioni, rappresentava una sfida affascinante cui

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non ho saputo resistere. E così ho ideato i miei personaggi: il professor Salviati e il commissario Borsari. Salviati (la scelta del nome non è casuale, ma lascio ai lettori curiosi il piacere di scoprire il perché!) incarna un docente di matematica e fisica che, profondamente innamorato del suo lavoro, vive immerso in una sorta di estasi intellettuale; Borsari è un commissario di polizia che nell’indagare su crimini e delitti si avvale delle conoscenze scientifiche del professore.

Sin dal primo momento in cui ho deciso di scrivere questo libro, ero sicuro di una cosa: volevo provare a raccontare un po’ di Fisica in maniera non accademica. L’escamotage della fiction letteraria offre grandi opportunità in termini di semplificazione del rigore concettuale. In primo luogo consente di allestire la scena in maniera molto arbitraria, sorvolando su dettagli, che da un punto di vista formale, non sarebbe possibile trascurare. In secondo luogo non obbliga a rigidi schemi espositivi né a un’intransigente terminologia specialistica né alla giustificazione matematica di tutto quanto viene esposto. La scelta è chiara, queste opportunità permettono di avvalersi di comode licenze e contribuiscono a scagionare il responsabile di quei tagli, qualora avesse deciso di usare la cesoia in maniera un po’ troppo disinvolta. Tuttavia, ho fatto una scelta controtendenza. Ho deciso, non so se con coraggio o con incoscienza, di usare le formule. Una volta che il lettore è stato avviluppato (mi auguro) dalla trama, una volta che si è lasciato conquistare (mi auguro) dalle argomentazioni, viene coinvolto nella soluzione del caso per la quale sono necessari dei calcoli. Sia ben inteso, le

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formule presenti non richiedono cognizioni di matematica avanzata. I calcoli sono svolti passo dopo passo e il modo in cui il professor Salviati cerca di spiegarli al commissario è molto graduale. Non c’è nessuna delle caratteristiche di pignoleria che una tale trattazione avrebbe sui banchi di scuola. Anzi, a dirla tutta, si potrebbe procedere nella lettura saltando completamente la parte delle formule, senza che questo pregiudichi la comprensione dell’intrigo né tantomeno il valore dei contenuti. E allora, qualcuno potrebbe chiedersi perché io abbia deciso di inserirle queste formule, visto che l’impalcatura del racconto si regge anche senza. Principalmente l’ho fatto per tenere fede all’impegno di scrivere qualcosa d’istruttivo sperando, però, che dall’altra parte ci sia chi accetti la sfida di cui ho parlato nelle pagine precedenti; inoltre perché, la mia speranza è che questo libro vada a finire nelle mani di persone che quelle formule le vogliono vedere, perché consapevoli che parlare di Fisica, senza fare riferimento a grandezze, misure e valori, rappresenta un depauperamento della ricchezza intrinseca di questa scienza.

Molto probabilmente qualcuno di voi, giunto a questo punto dell’introduzione, starà pensando che vi sia un’evidente contraddizione in ciò che ho detto sin qui. Da un lato dichiaro di scegliere il genere del racconto per evitare di essere “preciso”, “rigoroso”, “formale”. Dichiaro inoltre di essere ben felice di poter diluire la complessità con la finzione letteraria, ma subito dopo affermo, con tronfia intransigenza, che non è ammissibile parlare di Fisica senza usare il suo linguaggio naturale e

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cioè l’inflessibile matematica. I più navigati potrebbero addirittura osservare che i Fisici e gli ottimi testi in circolazione nelle scuole, da sempre, ricorrono a semplificazioni della realtà, senza per questo sminuire il valore dei risultati raggiunti e senza correre il rischio di fare fiction: appena possibile si sostituisce un corpo con un punto senza forma né dimensioni; appena possibile si riconduce la struttura irregolare di un oggetto o di una regione di spazio a figure geometriche più familiari e meno ostili quali il cubo, la sfera, il cilindro; appena possibile si assumono valori ideali di temperatura e pressione; appena possibile si rappresenta un pianeta come se fosse piccolo quanto un sassolino e una molecola d’aria come se fosse grande quanto un pallone; molte volte gli attriti vengono trascurati e i gas studiati attraverso un loro modello ideale. Inoltre, quegli stessi testi scolastici sono ricchi di esempi di applicazioni della Fisica alla vita quotidiana. E allora a questo punto la domanda è: qual è la differenza tra un testo scolastico e questo libro? La risposta più sensata è che questo libro punta a parlare di Fisica come se ci si trovasse a un convivio. Con tutta la libertà che questo comporta e l’ovvia possibilità di divagazione che ne scaturisce.

Nessun obbligo in termini di tempi, nessuna costrizione nei ritmi di lettura, nessuna propedeuticità. La richiesta di attenzione è stemperata da espedienti narrativi, da esigenze di trama, da escursioni nello spazio e nel tempo. Quasi senza accorgersene o senza averne il benché minimo sospetto, ci si ritrova immersi in un’attività di piacevole studio e apprendimento. Andando a cena con i due protagonisti, origliando i monologhi interiori del

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professore e spiando nel suo studio dal buco della serratura, lasciandosi trasportare dalle divagazioni della voce narrante, seduto comodamente in poltrona, ma nel ruolo di privilegiato spettatore del giallo che sta per essere risolto, il lettore viene tirato per la giacca in considerazioni e spunti di riflessione e, inevitabilmente, sta imparando qualcosa.

Ho cercato di comunicare il mio obiettivo sin da subito, anche attraverso il titolo stesso del libro. Fisica, delitti e digressioni sta appunto a significare che questi sono i tre temi portanti dei racconti. Nessuno dei tre predomina sugli altri.

La Fisica, pur rappresentando la ragione stessa del libro, l’idea scatenante da cui esso ha avuto origine, non occupa la scena con pedanteria, ma aspetta pazientemente il suo turno. Ad eccezione delle parti in cui le formule vengono fuori per rivendicare coerenza e raziocinio, essa cerca l’occasione giusta per comparire e quando lo fa, si traveste da narrazione, da aneddoto, da citazione, da conversazione, da osservazione arguta, da curiosità storica.

I delitti costituiscono, chiaramente, un pretesto strumentale, che consente di predisporre l’ambiente di lavoro in cui il professor Salviati, come se si trovasse in un laboratorio, individua e spiega i principi fisici che hanno consentito la soluzione del caso.

Le digressioni danno l’occasione di divagare su argomenti d’interesse più generale.