Il sogno di Democrito, di Giorgio Chinnici

Il Sogno di Democrito (Hoepli, 12,90€) di Giorgio Chinnici, è una rilettura dei maggiori eventi scientifici legati alla nascita dell’atomismo. Chinnici è fisico, ingegnere elettronico e divulgatore scientifico e ha già scritto numerosi saggi che raccontano episodi e momenti fondamentali della storia della scienza. Noi abbiamo già parlato di La stella danzante (Hoepli, 2018), su caos e cosmologia; Guarda caso (Hoepli, 2017), su quanti e meccanica quantistica e Turing. L’enigma di un genio (Hoepli, 2016), dedicato al padre dell’informatica.

Il lavoro dello studioso in questo ultimo saggio parte dagli antichi greci e arriva ai giorni nostri, accompagnandoci in un elegante resoconto, breve ma chiaro, di tutte le tappe che hanno portato alla concezione dell’atomo oggi accettata. Una piacevole carrellata che non vuole essere didascalica ma che punta a raccontare attraverso l’evolversi degli eventi la storia dell’atomo come concetto filosofico prima e scientifico poi. Il punto di approdo della storia raccontata da Chinnici è la meccanica quantistica, una teoria che ha rivoluzionato la fisica e più in generale il sapere umano nel corso del Ventesimo secolo e che affonda le sue radici nella storia del pensiero.

Atomo: storia di un’idea

“Atomo, elettrone, nucleo sono termini oggi talmente consolidati da fare ormai parte del linguaggio comune come di quello metaforico. Ciononostante, anzi proprio per tale ragione, il significato concettuale di tutto questo e la disamina del complesso rapporto tra la parte e il tutto non cessano di suscitare grande fascino e curiosità intellettuale, nei riguardi sia degli aspetti scientifici sia di quelli filosofici”. Ma che cos’è l’atomo, e chi fu il primo a teorizzarlo? Come possiamo intuire dal titolo del libro, è proprio Democrito, filosofo greco nato nel 460 a.C., a essere formalmente considerato il padre dell’atomismo. La sua ipotesi era che il mondo fosse costituito esclusivamente da atomi e da vuoto, e che ciò bastasse a spiegare il funzionamento di tutto. Unendosi, gli atomi danno origine agli elementi, come l’acqua e il fuoco, e agli oggetti. Separandosi, gli atomi portano gli oggetti a distruggersi. Il suo pensiero influenzò diversi pensatori antichi, tra cui Epicuro e Lucrezio. Fu ammirato da Aristotele ma ignorato dal maestro dello Stagirita, Platone. Questo lo portò a essere poco considerato durante il Medioevo e fino al Rinascimento.

Gli atomi e gli elementi

Oggi sappiamo che “L’atomo, sebbene abbia delle parti componenti, fa tuttavia fede al suo nome, nel senso che rimane la più piccola unità degli elementi chimici, un centinaio in tutto, i quali compongono ogni sostanza esistente. La maniera in cui è fatto il mondo dipende dalla struttura interna di questi atomi elementari, così come ne dipende tutta la nostra tecnologia”, ma il percorso per arrivare a questa definizione è stato lungo.

Nella iniziale carrellata di Chinnici passiamo da Galileo Galilei a Isaac Newton e da Antonie Lavoisier a John Dalton, che duecento anni dopo Galilei presenta per primo una teoria atomica scientifica, ovvero basata su dati sperimentali. Lavoisier riuscì a stabilire che l’acqua è composta da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, e riuscì a ottenere questo risultato attraverso calcoli ed esperimenti: l’alchimia si era trasformata in chimica. Fu proprio la nascente chimica moderna a dare un impulso fondamentale alla riscoperta, in chiave scientifica, dell’atomismo.

La teoria atomistica moderna e i risvolti filosofici

Se il Settecento fu il secolo dell’atomismo in chimica, l’Ottocento – “inaugurato” come detto dal modello atomico di Dalton – vide una forte affermazione dell’atomismo anche in fisica, grazie a scoperte che sembravano corroborare (correggendo e migliorando) l’intuizione dello scienziato inglese. Le scoperte scientifiche di cui parliamo sono i raggi X (Röntgen, 1895), la radioattività naturale (Becquerel, 1896), l’elettrone (Thomson, 1897), gli elementi radioattivi radio e polonio (coniugi Curie, 1898), e infine il nucleo (Rutherford, 1908). Ma non siamo ancora arrivati alla definizione contemporanea di atomo. Infatti: “Le scoperte dell’elettrone e del nucleo rappresentano evidentemente un epocale passo avanti nella comprensione della struttura della materia. Tuttavia, anche il modello atomico planetario di Rutherford non funziona e dovette essere superato”. E fu superato dalla teoria atomica semiclassica di Bohr-Sommerfeld e poi da quella di Schrödinger e infine della moderna meccanica quantistica.

Il percorso a tappe dell’autore parte in ambito filosofico e, dopo un lungo excursus scientifico, si conclude in un ambito di fisica teorica molto prossimo alla filosofia, ovvero il dibattito sulle “variabili nascoste” in meccanica quantistica, successivo all’articolo del 1935 “La descrizione quantistica della realtà fisica può essere considerata completa?” firmata da uno dei padri della scienza dell’atomo, Albert Einstein, il quale, pur avendo contribuito a far nascere la meccanica quantistica, non ne apprezzava alcuni risvolti filosofici. Tra questi, la perdita del realismo, del determinismo e del principio di località a livello atomico. Le “variabili nascoste” avrebbero quindi potuto ripristinare “il determinismo della fisica classica rendendo così la casualità quantistica solo un fatto epistemico”. Ma esperimenti successivi come quello di John Stewart Bell (1964) e Alain Aspect (1982) avrebbero poi dato una risposta definitiva alla disputa, sostanzialmente smentendo l’ipotesi delle variabili nascoste.

Chinnici ci ha condotto così dalla filosofia antica ai dibattiti più recenti di fisica teorica e filosofia della fisica, mostrando come alla base di questa storia millenaria ci sia il “fil rouge” del sogno democriteo: un sogno tutto sommato realizzato, scrive Chinnici, ma che saprà ancora essere linfa vitale per il progredire della conoscenza.

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