Natura - Tesina (2)

La natura

Il tema da me scelto per questo colloquio è la natura perché elemento onnipresente in tutta la storia umana. L'uomo sin dall'inizio dei suoi tempi è stato a stretto contatto con la natura che nei momenti di bisogno lo ha sfamato, gli ha dato da bere e lo ha protetto, ma anche punito qualora non l'avesse rispettata.

Da questo rapporto intimo è nata nell'uomo la voglia di scoprire e conoscere meglio la natura affinché l'uomo possa trarre maggiori benefici da essa. Nella natura ha trovato anche la risposta alle domande esistenziali che hanno da sempre perseguitato l'uomo.

In questo percorso multidisciplinare vi parlerò anche di come la natura abbia ispirato poeti a scrivere poesie e pittori a dipingere quadri, ma anche di come ultimamente si sia inclinato il rapporto uomo-natura.

Seneca

Partirei dall'antica Roma, quando la natura, le leggi che la governano e gli eventi naturali non erano ancora ben conosciuti. Abbiamo però testimonianze scritte che attestano la voglia e la necessità di conoscere quelli che erano i fenomeni meteorologici che si verificavano spesso, ma di cui non si conosceva la causa.

Tale testimonianza è il trattato di Seneca Naturales Questiones, che aveva il compito di liberare l'uomo dalla paura dei fenomeni naturali, spiegandone i meccanismi e le corrette possibilità di sfruttamento.

Lucio Anneo Seneca nacque a Cordova alla fine del I secolo a.C. Si formò a Roma, dove seguì inizialmente gli studi di retorica e successivamente quelli di filosofia. Fu allievo di Papirio Fabiano, uno dei filosofi più acclamati degli anni, che lo ha introdotto alle dottrine neopitagoriche, dalle quali ha saputo trarre la forza di sopportare, e in parte vincere, la malattia.

Attorno al 20 d.C. lasciò Roma e si stabilì in Egitto, presso la sorella della madre: forse ancora per ragioni di salute, ma forse anche per allontanarsi da un clima politico decisamente ostile.

11 anni dopo, nel 31 d.C., fece ritorno a Roma, dove si diede con impegno alla vita politica, diventò avvocato e oratore di grido. Il successo fu tale da aprirgli le porte della corte imperiale, ma a causa di una storia d'amore con la nipote dell'imperatore Claudio fu mandato in esilio in Corsica.

Tentò ogni mezzo per ottenere il perdono dell'imperatore, al quale inviò una lettera adulatoria, Consolatio ad Polybium. Solo grazie ad Agrippina, l'allora moglie dell'imperatore, riuscì a ottenere la grazia e addirittura a diventare precettore del figlio Nerone.

Nei primi cinque anni del regno di Nerone, Seneca influì positivamente e con grande equilibrio sulla politica imperiale, ma pian piano iniziò a perdere il controllo sulla volontà del giovane imperatore, che si spinse fino al matricidio. Questo evento portò Seneca al ritiro a vita privata nel 62, che fu troncata pochi anni dopo dal suicidio imposto dallo stesso imperatore Nerone.

Seneca scrisse molto, per lo più operette filosofiche nelle quali approfondì il suo pensiero stoico, la sua visione sulla vita e la figura del saggio. Le stesse tematiche sono affrontate nei Dialoghi, dieci operette filosofiche, nei 3 trattati, nel suo capolavoro Epistulae morales ad Lucilium e nelle Tragedie.

La filosofia di Seneca ha come scopo principale quello di guidare l'uomo verso il suo perfezionamento morale, compito che attribuisce anche alla scienza, vista dal filosofo come strumento di conoscenza e di elevazione spirituale.

Egli si appassiona alla filosofia fisica da giovane e fa degli studi sui vulcani. Negli ultimi anni della sua vita decide invece di raggruppare e ordinare le informazioni, recuperate da manuali e repertori, sui fenomeni meteorologici per dar vita a Naturales Questiones.

Naturales Questiones è un trattato composto da 7 libri che parlano di fuochi celesti, acque terrestri, fiumi, pioggia, neve, terremoti e comete, argomenti che egli raggruppa in: astronomia; meteorologia; geologia.

Seneca attingeva la sua materia probabilmente da Posidonio e dalla Metereologica di Aristotele, che cita spesso. L'esposizione è condotta secondo la struttura già seguita da altri: l'argomento di ogni libro è preceduto da un preambolo più o meno ampio e si chiude con un epilogo, in cui l'autore espone considerazioni di carattere morale.

Oltre all'interesse per la materia, Seneca fu spinto a scrivere anche da un'esigenza morale, quella, di ispirazione epicurea, di liberare l'uomo dalla paura dei fenomeni naturali, spiegandone i meccanismi e le corrette possibilità di sfruttamento.

Fin dall'inizio dell'opera Seneca non perde l'occasione per esaltare la ricerca scientifica, vista come strumento di conoscenza e di elevazione spirituale.

Fisica

La ricerca scientifica intesa come auto-miglioramento sembra quasi preannunciare un altro tipo di ricerca, una ricerca basata sul progressivo studio della natura nei suoi aspetti sempre più intimi e sempre più profondi. Questa continua ricerca, che continua tutt'oggi, è la fisica.

Il termine fisica infatti deriva dal greco e vuol dire proprio studio della natura ed è quindi la scienza che studia i fenomeni naturali al fine di descriverli, misurandone le proprietà e grandezze e stabilendo tra queste relazioni matematiche, cioè leggi.

Personalmente la parte della fisica che mi ha colpito maggiormente è quella della relatività ristretta o speciale, che studia il complesso dei fenomeni che avvengono quando i corpi si muovono con velocità prossime a quella della luce.

Come suggerisce il titolo stesso, secondo questa teoria tutto è relativo, persino i concetti di spazio e tempo che sin dai tempi di Newton erano considerati assoluti ed universali.

Questa teoria fu elaborata dal fisico tedesco Albert Einstein, che con l'articolo “Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento” rivoluzionò la fisica, segnando il passaggio dalla fisica classica a quella moderna.

Lo studio di Einstein parte dall'incongruenza di due leggi ormai ben solidificate nel mondo della fisica: le equazioni di Maxwell, per cui la velocità della luce risulta essere una costante, e le leggi di Newton, per cui non esistono velocità assolute, ma relative a un particolare sistema di riferimento.

I fisici del XIX secolo spiegarono quest'anomalia introducendo il concetto del sistema di riferimento assoluto, relativamente al quale la luce aveva effettivamente il valore c. Questo sistema di riferimento assoluto fu individuato nell'etere, un mezzo di propagazione particolare con caratteristiche tra loro contrastanti: doveva essere rarefatto per permettere il moto dei corpi celesti e rigido per spiegarne la velocità elevata.

L'esistenza di tale mezzo però fu smentita dall'esperimento di Michelson e Morley.

Dopo tale risultato Einstein postulò due semplici principi che faranno da base per la relatività ristretta:

• Le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi inerziali;
• La velocità della luce nel vuoto è la stessa in tutti i sistemi inerziali, indipendentemente dallo stato di moto del sistema e della sorgente luminosa.

Arrivati a questo punto Einstein si rese conto che i suoi principi abolivano la simultaneità degli eventi come concetto assoluto. Un evento è un qualsiasi accadimento a cui si possono dare 4 coordinate, tre spaziali e una temporale.

Due eventi si definivano simultanei quando accadevano nello stesso momento. Einstein dimostrò però che la simultaneità non era assoluta, ma relativa: due eventi sono infatti considerati simultanei da un osservatore che si trova alla stessa distanza da entrambi gli eventi; gli stessi eventi, invece, non sono simultanei per un osservatore che si trova più vicino ad uno dei due eventi.

Soffermandosi sul secondo postulato, Einstein si rese conto della possibilità di una dilatazione dell'intervallo di tempo. Per verificare tale ipotesi sviluppò un esperimento mentale: ponendo su un treno in movimento due specchi, uno sopra l'altro, supponiamo che un osservatore, che si trova all'interno del treno, effettui la misura dell'intervallo di tempo delta t che un fotone impiega a percorrere, andata e ritorno, la distanza tra i due specchi.

Rifece lo stesso esperimento, ma questa volta a misurare il tempo fu un osservatore esterno al treno. Da questi due esperimenti Einstein osservò che i due tempi misurati non erano uguali: il tempo misurato dall'osservatore interno era inferiore rispetto a quello misurato dall'osservatore esterno.

Una volta dimostrata la contrazione temporale, Einstein si concentrò su quelli che erano gli effetti che questa dilatazione aveva sulle lunghezze. Osservando un segmento da un sistema solidale ad esso si misura la lunghezza di quest'ultimo; osservando lo stesso segmento da un sistema ad esso non solidale, in moto rettilineo uniforme rispetto al segmento, e misurando la sua lunghezza, quest'ultima sarà sempre inferiore a quella propria.

La lunghezza propria è quella misurata dal sistema di riferimento ad esso solidale.

Una volta dimostrato che tempo e lunghezza non erano più grandezze assolute, bisognava trovare un modo per rappresentare graficamente un evento. Per realizzare questi grafici Einstein si servì dello spazio di Minkowski, che collegava le tre coordinate spaziali a quella temporale.

In pratica, però, questo grafico rappresenta solamente una dimensione spaziale e una temporale. La grandezza invariante dello spazio-tempo di Minkowski può essere sintetizzata con la formula deltaS² = delta x² – c²(delta t²).

Ora si possono verificare diversi casi in cui la distanza che separa i due eventi è minore dello spazio percorso dalla velocità della luce nell'intervallo di tempo delta t: i due eventi sono causalmente connessi e questo è chiamato evento temporale.

Se invece la distanza che separa i due eventi è maggiore della distanza che percorre la velocità della luce nello stesso intervallo di tempo, essi sono causalmente sconnessi e l'evento è chiamato evento spaziale. Inoltre l'evento A non può influire sull'evento B.

Se invece delta S² = 0, l'unico segnale che arriva è quello luminoso e questo è chiamato evento luce.

La legge di Einstein

Una volta elencate queste premesse possiamo soffermarci su quella che è la legge più famosa della relatività di Einstein e che tutti conoscono, ossia E = mc².