TRA VERO E BELLO, QUALE SCEGLIERE?

 

Vorrei trattare di due forze che hanno da sempre guidato la fisica: il vero e il bello.
La forza del vero è sinonimo di aderenza ai fatti, alla realtà, mentre la forza del bello ci permette di riflettere su tutto ciò che ha a che fare con l’eleganza matematica e la semplicità logica.
Nel lungo termine, fra le due tendenze, quella che prevale è sicuramente quella dell’aderenza ai fatti, alla realtà . Questo anche perché, in un’ottica di lungo periodo, non c’è nessuna teoria bella ma non sostenuta dai fatti che sia stata portata avanti.
Una teoria scientifica, prima di essere approvata e divulgata, passa obbligatoriamente due fasi: il momento in cui la teoria si forma e vi è una prima valutazione della stessa e il momento di confronto con altre ipotesi. In queste due fasi la bellezza, l’estetica, riveste un ruolo importante affinché gli studi vengano portati avanti.
Adesso,  metteremo a “confronto” tre stili teorici diversi: quello di Einstein, quello di Dirac e quello di Weyl.
Tre stili teorici molto differenti che presentano un diverso rapporto tra le due forze: vero e bello.
Nel 1915, quando Einstein presentò la teoria della relatività, fu subito chiaro che il vero e il bello seguivano, in questa che si può definire un’opera d’arte, lo stesso sentiero, andavano, cioè, di pari passo.

Nel caso, invece, della teoria quantistica dell’elettrone di Dirac, le due strade sembravano seguire direzioni un po diverse. Più precisamente Dirac aveva fondato la sua teoria sull’estetica tralasciando, almeno così parve, la fondatezza empirica della stessa.
Per quanto riguarda la teoria di Weyl, la forza del bello prevaleva, nettamente, su quella del vero.

Va da se, che, anche se in un primo momento non parve, nel lungo periodo, nonostante la prevalenza data da alcuni autori all’estetica, la coerenza che fu dimostrata dalle teorie,ai fatti,raggiunse il sentiero del bello, permettendo, alle stesse di essere approvate.
In Einstein, il più “empirista” tra i tre teorici, il concetto di bello assume la forma di “sintesi logica”: ” la comprensione più completa della realtà con il minor numero di concetti e di relazioni.” Se una teoria ha meno concetti teorici, è più compatta”, per Einstein, è preferibile ad un’altra. Tanti più fenomeni da sottomettere ad un numero ristretto di leggi fisiche, questo era il principio di valutazione di Einstein rispetto ad una teoria.
Il principio che introduce, detto “principio di simmetria”, si pone come superiore alle leggi e ne comanda il funzionamento.
Principio di simmetria che, sintetizzando al massimo, ci porta a comprendere come vi sia invarianza rispetto ad una trasformazione: in fisica, ciò, si può spiegare come, dato il cambio di osservatore, le leggi di natura rimangano invariate. Per chiarire: se noi prendiamo un oggetto simmetrico, lo poniamo su di piano e poi cambiamo le coordinate, l’ggetto, nonostante la rotazione, rimarrà sempre uguale a se medesimo. Einstein, con la relatività, ha cambiato il modo di osservare il mondo e le leggi che lo governano, ponendo come cardine il concetto di simmetria e facendo sì che le leggi siano sottoposte a tale principio. Per cui, secondo tale visione, avremo: simmetrie- leggi- eventi : le simmetrie governano le leggi che, a loro volta, governano gli eventi.

In questo modo, l’introduzione delle simmetrie come “super principi”, rende il sistema rigido e meno arbitrario perché menò arbitrarie sono le stesse leggi.
Quello che le teorie moderne hanno fatto, in sintesi, è stato ridurre gli elementi arbitrari che possono essere cambiati senza far cadere la teoria.
Dirac, il secondo teorico nel nostro confronto, creò una teoria che descriveva completamente l’elettrone. ” Una legge fisica deve essere dotata di bellezza matematica”, così Dirac scrisse su una lavagna, quando, in compagnia di un amico, venne invitato a scrivere un pensiero sulla fisica. Come si può ben vedere, anche solo dalla frase sopra riportata, l’estetismo di Dirac è già molto più accentuato rispetto a quello di Einstein.
Interessante risulta il fatto che fu proprio Dirac a scoprire, durante lo studio dell’elettrone, una particella dello stesso peso ma di carica positiva che chiamò : “positrone”.
Un livello di estetismo ancora maggiore venne raggiunto da Weyl, grande matematico del’900 che si occupo, anche, e forse prevalentemente ,di problemi di fisica e, proprio per questo, non veniva visto granché bene negli ambienti accademici dai matematici, poiché si interessava anche di fisica, e dai fisici, poiché lo ritenevano un matematico e non un fisico a tutti gli effetti.
“Nelle mie ricerche degli ultimi anni mi sforzai di unire il vero al bello ma quando dovetti scegliere tra l’uno e l’altro, di solito, scelsi il bello.”

 

Con Weyl tocchiamo proprio l’estremo opposto rispetto alla visione di Einstein. Si nota, infatti, anche solo da questa frase, come nelle sue teorie, il vero ed il bello avessero direzioni opposte. Wayl derivò le leggi che regolano l’elettromagnetismo, usando dei principi simmetrici. Questa teoria, anche se molto bella formalmente, si rivelò errata e fu accantonata per anni, fino a quando, tra il 1930 e il 1950, fu riscoperta ed applicata per le scoperte scientifiche del mondo sub atomico.
Anche se forse in pochi saranno interessati, trovo particolarmente stimolante l’idea che concetti, apparentemente solo filosofici, possano influenzare intere teorie scientifiche e spero che questo spunto accenda la voglia di chi legge questo mio articolo di approfondire l’argomento o, anche solo, di lasciarsi “cullare” dalla bellezza di questa “scoperta”.