Filosofia della scienza

CINETICA.

Es

…Nelle montagne russe si parte da un piano, per attrazione si scende, si risale e poi

si riscende. In cima si è nello stato di energia potenziale; quando si scende

l’energia passa da potenziale a cinetica…

Cioè da stasi si passa in movimento (e il corpo che si muove acquisisce maggior

energia man mano che scende)…al punto che riesce a risalire fino ad un punto che sia

però più basso della 1°cima, perché nella discesa acquista energia ma un pò la perde.

 Energia potenziale, “velocità 0” = aumenta con l’altezza

 Energia cinetica, “velocità max” = aumenta con la velocità

Si può calcolare la velocità del vagoncino in qualsiasi istante, basta

conoscere l’altezza dal suolo. Nel punto più alto del suo percorso, il

vagoncino ha velocità zero, nel punto più basso la velocità è massima. Nel

punto più alto il vagoncino possiede energia potenziale (ma è privo di

energia cinetica)…allo stesso modo, nel punto più basso esso possiede il

massimo di energia cinetica (ma nessuna energia potenziale). In tutte le

posizioni intermedie, nella quale una certa velocità si accompagna ad

una certa elevazione, il vagoncino possiede a un tempo energia potenziale

& cinetica. L’energia potenziale aumenta con l’altezza, quella cinetica con la

velocità.

Alla fine dell’800 2 principi basavano il concetto di energia:

 L’energia non si crea, non si distrugge…ma si trasforma.

 L’energia nell’universo è costante (perché l’universo è un sistema

chiuso).

Oltre le 2 energie, la cinetica e la potenziale, un altro fattore è il calcolo

creato dall’ATTRITO.

Se il calore può venir considerato come una forma di energia, allora

forse è la somma di 3 fattori (calore + en. cinetica + en. potenziale) che

rimane costante.

 IL TASSO DI SCAMBIO DI ENERGIA…il nuovo indizio che condusse

al concetto di calore quale forma di energia venne istituito da Mayer &

confermato sperimentalmente da Jaule. L’insieme dell’energia cinetica e

potenziale di un sistema, costituisce la sua energia meccanica.

Nel caso delle montagne russe, parte dell’energia meccanica si trasforma in

calore. I sistemi fisici si suddividono in 3 momenti:

 sistema aperto…quando il sistema scambia con l’esterno materia

ed energia…es. l’uomo;

 sistema chiuso…quando il sistema scambia con l’esterno solo

l’energia, ma non la materia;

 sistema isolato…quando il sistema non scambia né materia né

energia con l’esterno…es. l’universo.

Ogni evento naturale comporta la trasformazione di una forma di

energia in un’altra, e sempre a un ben definito tasso di scambio. In un

sistema chiuso (isolato da influenze esteriori) l’energia si conserva, e

pertanto è costante. Se consideriamo l’universo intero come un sistema

chiuso, possiamo proclamare che l’energia dell’universo è invariabile e che

nessuna sua “frazione???” può venir mai né creata né distrutta. Questo

corrisponde al 1° Principio della Termodinamica. Il 1° Principio della

termodinamica, secondo Einstein, è solo un ipotesi, perché se fosse vero

bisognerebbe ipotizzare che l’universo è un sistema isolato, ma ciò non è

possibile in quanto l’universo è in espansione.

 LO SFONDO FILOSOFICO…con la fisica quantistica, con la relatività

i fisici si rendono conto che non possono fare a meno della filosofia, cioè

si rendono conto che qualunque prospettiva si fonda su un presupposto

metafisico (cioè che va oltre la fisica).

La scienza classica si fonda sulla geometria euclidea. Einstein, afferma

che nonostante il riferimento alla natura, resta fedele al realismo, al

descrivere i fenomeni in modo obiettivo, la realtà obiettiva. Quindi la

scienza si deve fondare su una filosofia preliminare, naturale…ma la

filosofia deve avere come oggetto i risultati della scienza, ed estenderli,

generalizzarli.

Per ”Filosofia Naturale” Einstein intende la fisica (che fù chiamata così

fino all’800). Evita tutta la storia della scienza (dalla filosofia greca alla

fisica moderna), evidenzia l’intento di ridurre l’apparente complessità dei

fenomeni naturali a poche e semplici idee e relazioni fondamentali.

Questo principio, che è alla base di ogni filosofia naturale, trova

espressione con Democrito, il quale afferma che la realtà è composta da

atomi e vuoto…soltanto gli atomi e il vuoto sono reali,tutto il resto è solo

apparenza, fenomeno. Anassimene notava che la stessa quantità d’acqua

occupa vari spazi in base al suo stato, e ciò è possibile perché la materia è

composta da atomi, i quali allontanandosi e avvicinandosi occupano

determinati spazi. Einstein notò che la scienza su cui stava indagando si

fondava su 2 concetti fondamentali: FORZA & MATERIA. È impossibile

immaginare l’una senza l’altra, poiché la MATERIA si manifesta con la

FORZA su un’altra materia . Questa FORZA dipende dai movimenti di

attrazione e repulsione delle particelle della materia . I movimenti di

attrazione e repulsione variano dalla DISTANZA .

Helmotz è il padre spirituale dell’estensione del metodo fisico alla

psicologia ed alla pedagogia. Lui traduce l’idea della fisica come

descrizione di rapporti di forza tra particelle inalterate. Egli afferma che

la scienza avrà spiegato tutti i fenomeni quando sarà in grado di ridurre

tutti i fenomeni al movimento meccanico (cioè la riduzione dei fenomeni

naturali a forze semplici). Einstein critica Helmotz, in quanto la sua teoria è

troppo semplice, però riesce sfruttare questa teoria meccanicistica in alcuni

ambiti. Einstein afferma che questa teoria funziona in quanto è libera

creazione dell’intelletto umano. (MECCANICISMO…concezione

filosofica che considera i fenomeni fisici e spirituali come il prodotto di

una semplice casualità meccanica. MECCANICA…parte della fisica che

studiale leggi dell’equilibrio=statica, o del moto= dinamica, dei corpi).

 TEORIA CINETICA DEL MOTO…secondo questa teoria il calore è il

risultato del movimento di varie particelle, i GAS. Questa teoria costituì

un traguardo molto importante nell’800. Es…nel 1808 si sperimentò con un

recipiente e una specie di pistola che si abbassa e si alza. Si notò che se si

abbassa il pistone e si fa pressione comprimendo i gas, le particelle si

scontrano più facilmente, e quindi aumenta il calore. Questa teoria non fù

dimostrabile. La dimostrazione effettiva avverrà nel 1905 con Einstein.

Nel 1808 questa fù ipotizzata da Brown, il quale studiò il polline dei fiori

immerso in un liquido e lo guardò al microscopio, è noto che il polline

aveva un moto proprio. Einstein nel 1905 lo spiegò affermando che le

particelle si muovono perché il liquido è costituito da molecole, che

creano un movimento invisibile, e tale movimento continuo determina la

temperatura. Le molecole che si muovono riescono a spostare il polline se

quest’ultimo è più piccolo della molecola, più leggero…se fosse più pesante

non si sposterebbe, dunque le molecole si possono quantificare, si possono

pesare in grammi.

 DEFINIZIONI LIBRO…secondo questa teoria i GAS sono aggregati di

un enorme numero di particelle o molecole che si muovono in tutte le

direzioni, pertanto, secondo questa definizione, il CALORE non è una

forma di energia meccanica diversa da quella molecolare, ma è

propriamente l’energia cinetica del moto molecolare. La teoria cinetica

non si applica soltanto ai gas (in quanto un gas può venir liquefatto

mediante riduzione della temperatura). Una manifestazione del moto di

particelle nei liquidi si ebbe col movimento Browniano. Brown osservò

granuli di polline di alcune piante al microscopio; esaminando la forma di

queste particelle immerse nell’acqua si accorse che molte di esse si

trovavano in moto.

PARTE 2° - DECADENZA DELL’INTERPRETAZIONE MECCANICA

 I 2 FLUIDI ELETTRICI…Einstein fa notare come la riduzione dei

fenomeni all’interno del meccanicismo è una riduzione forzata, poiché

non riusciva ad includere molti fenomeni (tra cui l’elettricità, il calore).

Einstein descrive un esperimento da cui emerge il fenomeno dell’elettricità:

“Se si uniscono un panno di flanella, una bacchetta di gomma e un pezzo di

ferro, separati non significano nulla…assieme essi sviluppano elettricità.

Dopo aver messo in campo gli attrezzi, Einstein fa notare che, se prima non

c’è una teoria, questi attrezzi non servono a nulla. Con ciò egli sta

polemizzando da Galilei

, il quale basava tutto sugli esperimenti.

L’esperimento deve essere prima pensato e poi realizzato. Il primo fisico

che si occupò prima di teoria e poi di pratica è Planck, poi Einstein. Essi

prima teorizzavano, e pooooi applicavano esperimenti. Fare teoria

significava inserire il discorso nell’orizzonte di senso dominante, in tal caso,

il meccanicismo. Il MECCANICISMO elabora il concetto di fluido

elettrico: l’elettricità è caratterizzata da 2 poli, 1positivo (+) ed 1negativo

(-). I fluidi elettrici della stessa specie si respingono, mentre 2 fluidi di

carica opposta si attraggono. Un corpo è elettricamente neutro se i fluidi,

il positivo ed il negativo, si annullano reciprocamente. Gli oggetti carichi

si attraggono e si respingono in maniera lineare, in funzione della

distanza. Esistono 2 corpi, quelli nei quali i fluidi elettrici possono

muoversi liberamente e quelli nei quali non possono farlo. I primi si

chiamano conduttori (i metalli, la terra, il corpo umano), i secondi isolanti

(il vetro, la gomma).

Dal punto di vista della fisica moderna, la teoria dei fluidi elettrici appare

inadeguata…essa però mostra come nella fisica non esistono teorie

eterne…ogni teoria ha il suo periodo di sviluppo graduale e trionfo, dopo

di chè, può subire anche un rapido declino. I fisici non ammettono mai i

propri errori, (in quanto la fisica non si può basare su teorie errate). La

fisica non è un accumulo di teorie, in quanto le teorie non sono universali,

possono funzionare in un ambito e non in un altro. Einstein sottolinea

come il concetto di fluido elettrico nasca per supp