Storia scientifica e lezioni per le idee emergenti di oggi

Tra cento anni, gli storici della scienza e della tecnologia guarderanno indietro alla nostra epoca e si meraviglieranno delle teorie, degli esperimenti e delle scoperte che caratterizzano la nostra epoca.

Ma si scervelleranno anche sui cul de sac scientifici del nostro tempo: le teorie e le idee che sono cadute nel dimenticatoio perché si sono rivelate fraintese, sbagliate o semplicemente mumbo jumbo.

Inevitabilmente, ciò solleva una domanda interessante: quanto di ciò che consideriamo indagine tradizionale rientrerà in questa categoria di scienza meglio dimenticata?

Un modo per affrontare questa domanda è esaminare il nostro atteggiamento nei confronti della scienza alla fine del XIX secolo e all'inizio del XX.

L'account popolare funziona un po' così. Questa era era caratterizzata dalla sensazione che l'universo potesse essere descritto più o meno completamente dalle leggi della meccanica di Newton, dalle leggi della termodinamica e dalla teoria elettromagnetica di Maxwell.

Tutto andava bene, a parte una o due piccole crepe che tutti si aspettavano potessero essere facilmente tamponate. Naturalmente, questi alla fine hanno portato a due delle più grandi rivoluzioni nel pensiero scientifico: la teoria dei quanti di Max Planck nel 1900 e le teorie della relatività speciale e generale di Einstein pochi anni dopo.

Tuttavia, questo resoconto popolare sottovaluta gran parte della complessità del dibattito scientifico dell'epoca. In particolare, non riesce a catturare la misura in cui molte idee scientifiche tradizionali si sono rivelate clamorosamente sbagliate. Queste idee furono ampiamente discusse, molto apprezzate e, in molti casi, ampiamente supportate. Ora questi cul de sac della scienza sono in gran parte dimenticati.

Oggi, Helge Kragh dell'Università di Aarhaus in Danimarca mette le cose in chiaro riesaminando la fisica di fine secolo, o fin-de-siecle, e le idee che la dominavano. C'è molto da imparare dalle storie che racconta.

Un episodio in gran parte dimenticato è stata l'insoddisfazione generale in questo momento per la nozione di 'materia'. Varie linee di pensiero sembravano suggerire che l'idea di un universo atomistico costruito da unità fondamentali della materia fosse errata.

Ad esempio, le leggi della termodinamica avevano senso solo se gli atomi erano corpi rigidi senza struttura interna. Eppure le prove degli esperimenti spettroscopici suggerivano che gli atomi dovevano avere una struttura interna. La frase la materia è morta divenne un tormentone ampiamente usato all'epoca e chiaramente qualcosa doveva dare.

Una delle principali soluzioni a questo problema si basava sull'idea che la materia non fosse una proprietà fondamentale dell'universo ma una proprietà emergente. Ciò ha coinciso con una crescente comprensione del fatto che varie forme diverse di energia - cinetica, potenziale, chimica, termica, ecc. - erano manifestazioni della stessa cosa. Quindi forse anche la materia era semplicemente un'altra forma di energia.

Questa idea, che divenne nota come energetica, ha goduto di un forte sostegno per molti anni. Riteneva che, poiché le leggi di Newton potevano essere descritte puramente in termini di energia, non era necessaria l'ipotesi degli atomi. Questa era una grande teoria unificata dell'universo e uno dei suoi principali sostenitori fu Willhelm Ostwald, che in seguito vinse un premio Nobel per la chimica per il suo lavoro sui catalizzatori.

In un discorso del 1895, Ostwald disse: Il dono scientifico più promettente che il secolo conclusivo può offrire al secolo nascente è la sostituzione della visione del mondo materialista con la visione del mondo energeticista.

Un'altra soluzione è venuta dalla nozione di etere luminifero, che ha dominato il pensiero scientifico in un modo oggi difficile da immaginare. Il problema fondamentale non era se l'etere esistesse o meno, ma la natura dell'etere e la sua interazione con la materia, dice Kragh.

L'etere era ampiamente creduto di essere il fondamento fondamentale dell'universo, da cui sono emerse tutte le altre cose. Molti fisici proclamarono che l'etere sarebbe stato la base per una grande teoria unificata di tutto, tra cui, ironia della sorte, Albert Michelson.

Una teoria ampiamente discussa per diversi anni è stata avanzata da William Thomson, alias Lord Kelvin, che credeva che gli atomi fossero vortici nell'etere. Curiosamente, i fisici non hanno mai dimostrato che questa idea fosse sbagliata. Invece, ha semplicemente esaurito il vapore.

Poi ci sono state le varie scoperte che si sono rivelate poco più che un pio desiderio. La scoperta dei raggi X da parte di William Roentgen nel 1895 portò all'annuncio di una gamma sconcertante di altri raggi, ad esempio raggi N, luce nera, raggi di elettricità positiva, raggi Moser, raggi selenici e raggi magnetici.

Tutti questi si sono rivelati frutto della fertile immaginazione dei fisici coinvolti; il risultato di una sorta di isteria dei raggi.

Kraghe descrive vari altri episodi con dettagli affascinanti. Ciò che è interessante, ovviamente, è la misura in cui è possibile tracciare paralleli tra le tendenze della scienza di allora e di oggi.

Negli ultimi 20 anni c'è stata una crescente sensazione che diverse forme di informazione – genetica, digitale, entropica, ecc. – siano manifestazioni della stessa cosa. Inoltre, c'è un intenso interesse per il ruolo che l'informazione potrebbe svolgere nelle leggi della fisica. Potrebbe essere che l'informazione sia più fondamentale dei concetti di massa o addirittura di energia. Forse le leggi della fisica devono derivare dalle sue proprietà, se solo potessimo decifrarle?

C'è poi la ricerca della materia oscura, una sostanza misteriosa che riempie l'universo anche se non possiamo vederla, sentirla e nemmeno misurarla.

E ovviamente ci sono varie teorie su tutto ciò che si concentrano sull'unione della meccanica quantistica e della relatività mentre prevedono varie dimensioni extra, altri universi e persino una moltitudine infinita di essi.

Quanto di tutto questo sembrerà irrilevante, bizzarro o sbagliato tra cento anni? È impossibile dirlo, ma i paralleli con alcuni episodi di cento anni fa fanno speculazioni divertenti.

Kragh mostra chiaramente che solo una piccola parte del dibattito scientifico principale nel 1890 è rilevante oggi. E non c'è motivo di pensare che lo stesso non sarà vero quando gli storici riesamineranno la scienza dell'inizio del 21° secolo tra cento anni.

Rif: arxiv.org/abs/1207.2016 : Un senso di crisi: la fisica nell'era fin-de-siècle

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