Atomismo - Tesina per Liceo linguistico progetto Brocca

Liceo Ginnasio statale “F. Corradini” – Thiene

Esame di stato 2011/2012

Approfondimento multidisciplinare

Dall’atomismo greco

Alla fisica quantistica

Un percorso tra filosofia e scienza

“Nulla esiste, fatta eccezione per gli atomi ed il vuoto:

tutte le altre cose sono soltanto opinioni”

-Democrito-

Discipline coinvolte: Candidata Classe

Fisica Ilaria Dal Maso V B Linguistico

Filosofia

Tedesco

Latino

Motivazione

Affrontando lo studio del De Rerum Natura di Tito Lucrezio Caro sono rimasta colpita dal fatto che, nonostante la mancanza di tecniche e strumenti adeguati, gli antichi fossero già riusciti ad intuire di cosa fosse composta la materia, facendo affidamento alla sola riflessione filosofica.

Lucrezio, infatti, riprende nel suo poema le teorie atomistiche di Epicuro, che a sua volta aveva rielaborato le affermazioni di Leucippo e Democrito: proprio per questo, ho deciso di ripercorrere brevemente l’Atomismo greco, per dimostrare che il dibattito scientifico riguardante la concezione corpuscolare della materia ha un fondamento filosofico antichissimo.

Di conseguenza, ho voluto instaurare un collegamento con i modelli atomici sviluppati tra il 1800 ed il 1900, per indagare in che modo quelle teorie, elaborate secondo un ragionamento puramente deduttivo, abbiano trovato poi un effettivo riscontro sul piano scientifico.

Facendo poi riferimento alla cultura tedesca, ho deciso di evidenziare le conclusioni tratte dal fisico e filosofo Werner Heisenberg riguardo alla meccanica quantistica, sia per evidenziare lo stretto legame che vi è tra la filosofia e la scienza, sia per dimostrare che la conoscenza delle lingue permette di integrare tra loro molte fonti diverse.

Tesi

Filosofia e scienza, nel corso della storia, hanno spesso avuto tra di loro una stretta correlazione.

Ciò è principalmente dovuto al fatto che, prima dello sviluppo della scienza moderna, nel XVI secolo, lo studio del mondo naturale era associato al pensiero filosofico, dunque anche la fisica non era che uno degli ambiti di cui la filosofia si occupava.

Con lo sviluppo del metodo scientifico, le due discipline andarono separandosi, senza però scindersi l’una dall’altra.

Questo legame ha fatto sì che, in molti casi, pensiero filosofico ed indagine scientifica procedessero di pari passo, come accadde, ad esempio, in epoca positivistica; ciononostante, si sono verificate occasioni in cui le scoperte a cui sono pervenute le due discipline sono avvenute a distanza di moltissimo tempo le une dalle altre.

Ciò è avvenuto nel caso delle teorie atomistiche: queste fecero la loro comparsa, seppure a livello puramente intuitivo, in ambito filosofico, con gli atomisti greci.

L’atomo di cui parlarono Democrito, Leucippo ed Epicuro tornò poi ad essere oggetto di studio con la nascita della chimica moderna, nel XIX secolo.

Tra il 1800 ed il 1900 furono, quindi, elaborati dei modelli volti a spiegare la struttura dell’atomo, i quali portarono, grazie alle scoperte effettuate durante l’indagine scientifica, alla nascita della meccanica quantistica.

In questa occasione, dibattito scientifico e filosofico tornarono ad affiancarsi, tanto che non mancarono gli scienziati che si dedicarono alla speculazione filosofica e viceversa, portando all’elaborazione di importantissimi principi validi sia sul piano filosofico che su quello scientifico.

Schema

Fisica

Grazie allo sviluppo di metodologie e di strumenti scientifici più sofisticati, tra il 1600 e il 1800 molti scienziati si dedicarono allo studio della materia a livello microscopico, per studiare ciò che fino ad allora era stato solamente teorizzato: l’atomo.

• Nel 1808 John Dalton elaborò un primo modello atomico per spiegare le leggi ponderali della chimica. Egli immaginò l’atomo come una sorta di microscopica sfera piena ed indivisibile, ma il suo modello teorico si rivelò ben presto inefficace a descrivere i fenomeni elettrici e radioattivi e l’esistenza delle molecole.
• Nel 1904 J.J. Thomson, dopo la scoperta dell’elettrone, elaborò un nuovo modello atomico, definito “plum pudding model” (modello “a panettone”), il quale prevedeva la distribuzione uniforme della carica positiva all’interno dell’atomo e la concentrazione della carica negativa in corpuscoli.
• Nel 1911 Ernest Rutherford, cercando di verificare sperimentalmente il modello di Thomson (esperimenti di scattering), scoprì invece che, all’interno dell’atomo, vi erano degli spazi completamente vuoti.

Rutherford elaborò, così, il modello atomico planetario, così definito poiché simile al sistema solare: gli elettroni ruotano attorno ad un nucleo piuttosto denso, dotato di carica elettrica positiva, come i pianeti intorno al Sole.

Il modello di Rutherford si rivelò, in seguito, non del tutto adeguato, in quanto contraddiceva la teoria elettromagnetica, secondo la quale gli elettroni avrebbero dovuto emettere radiazioni elettromagnetiche e collassare sul nucleo.

• Nel 1913 Niels Bohr riuscì a risolvere la contraddizione, proponendo un nuovo modello. Basandosi sulle teorie di Planck ed Einstein, relative alla doppia natura ondulatoria e corpuscolare della materia, ed osservando gli spettri di emissione e di assorbimento dell’atomo di idrogeno, egli propose un modello atomico a orbite quantizzate.

Tale modello prevedeva gli elettroni in movimento lungo orbite stazionarie, collocate su sette differenti livelli energetici, in modo da eliminare la possibilità di una qualsiasi emissione di energia da parte delle particelle.

Filosofia

La concezione materialistica venuta ad imporsi tra il 1600 ed il 1800, che aveva portato al desiderio di studiare la materia a livello microscopico, affonda le sue radici nella filosofia atomistica greca, sviluppatasi nella Grecia Ionica a partire dal V secolo a.C.

L’Atomismo, infatti, costituì la prima forma concreta di materialismo, in quanto diede vita alla concezione corpuscolare della materia, grazie alle teorie atomiche che furono sviluppate.

• Leucippo fu il primo ad ipotizzare che la materia non fosse compatta, ma costituita da particelle tanto piccole da essere invisibili, infinitamente dure, indivisibili, immutabili ed eterne: gli atomi.

Tali particelle si muovono rapidamente nello spazio (considerato vuoto), e la loro aggregazione, determinata dal caso, comporta la formazione dei corpi materiali.

• Democrito, allievo di Leucippo, apportò alcune modifiche alla teoria atomistica del maestro:

eliminò il caso come causa dell’essere, sostituendolo con la necessità, senza però spiegare le ragioni delle sue affermazioni.

Egli riteneva, inoltre, che la natura avesse una fenomenologia puramente meccanicistica: in questo modo, Democrito escluse completamente le divinità dalla creazione dell’universo, ragione per la quale le sue teorie atomistiche furono ampiamente criticate.