La Fisica non è un’opinione

“La Fisica non è un’opinione” è il titolo di un incontro-scontro con insegnanti (per lo più laureati in matematica) sul rapporto tra la matematica e la fisica. L’incontro si è tenuto il 10 febbraio 2017 presso il Dipartimento di Matematica di Sapienza, nell’ambito delle iniziative del Piano Lauree Scientifiche.

Il mio esordio è stato abbastanza divertente, avendo confessato che il vero titolo che avrei voluto dare all’incontro non era quello di questo post, ma “La Matematica è un’opinione”. Poi ho pensato che sarebbe stato troppo provocatorio e così ho ripiegato su un titolo meno soggetto a fraintendimenti.

Analizzando il contenuto dei libri di fisica per le scuole e per l’Università si trovano un certo numero di affermazioni discutibili, cui di norma nessuno presta attenzione e che si tramandano così dai tempi di Galileo Galilei, senza che alcuno senta la necessità di riflettere su di esse.

La prima riguarda l’oggetto della Fisica che, secondo i libri che ho consultato, riguarderebbe lo studio dei fenomeni naturali. Basta dare un’occhiata alle pubblicazioni dei fisici per capire che della fisica non fanno parte fenomeni naturali come l’amore, mentre sono oggetto d’indagine fenomeni come le oscillazioni dei valori delle azioni in borsa che certo naturali non sono. La verità è che la fisica riguarda tutti i fenomeni misurabili, per i quali, cioè, esiste uno strumento e una procedura che permette di associare un valore (non necessariamente numerico) a quella che i fisici chiamano grandezza fisica.

Per descrivere i rapporti e l’evoluzione temporale di questi valori i fisici usano la matematica, semplicemente perché la matematica è un linguaggio e come tutti i linguaggi possiede una sufficiente arbitrarietà per descrivere qualsiasi cosa.

In questa accezione la Matematica è un’opinione nel senso che un matematico ha la totale libertà di inventare i postulati a partire dai quali costruisce, secondo un metodo che non ha più niente di arbitrario, una matematica. Non è un mistero per nessuno che esistono più Matematiche alternative: esistono Matematiche in cui le parallele non s’intersecano e quelle in cui lo fanno, Matematiche in cui 2+2 fa 4 e altre in cui fa un numero qualunque compreso tra 0 e 4, e così via.

A differenza di un matematico, un fisico non può stabilire principi a priori sui quali basare la sua scienza. Il fisico è costretto ad accettare come verità (e quindi come postulati delle sue teorie) i fatti sperimentali, almeno fino a quando non si verificheranno fatti che facciano ritenere tali postulati non più validi in certe condizioni. Non si costruiscono teorie prive di fatti sperimentali a loro supporto.

In questo senso la Fisica non è un’opinione. I fatti sono fatti e le loro interpretazioni devono essere coerenti con essi. Che ci piaccia o no. Se si accetta questo principio la fisica moderna (quella della relatività e dei fenomeni quantistici) non appare più così ripugnante. Lo è solo per coloro che immodestamente pretendono di dettare Legge su come l’Universo debba comportarsi.

Al fine di far comprendere agli studenti che è la fisica a non essere un’opinione e non la matematica, sarebbe dunque giusto introdurre la matematica, nei corsi di fisica, non in maniera assiomatica, come si fa spesso, ma giustificando le scelte di volta in volta con opportuni argomenti. E far loro apprezzare la bellezza della matematica nella quale c’è molto più spazio per la creatività e la fantasia. La matematica è un’arte, né piú, né meno della pittura, della musica, della letteratura, etc..

Nel corso dell’incontro ho fatto solo alcuni esempi di come si potrebbe insegnare l’uso degli strumenti matematici nella fisica in modo alternativo: dall’algebra vettoriale alla definizione di forza, di lavoro e di stato, passando per la definizione di derivata e l’uso delle funzioni di variabile continua. Presto lavorerò a una pubblicazione su questi argomenti.

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