85020 - METODI DELLA CONOSCENZA SCIENTIFICA (1)

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente curioso di avventurarsi nel mondo della fisica moderna acquisirà un equipaggiamento minimo di strumenti per poter leggere, capire e analizzare criticamente alcuni passi del "libro della natura". La scelta degli argomenti è finalizzata ad eventuali successive incursioni nel campo -della teoria quantistica della computazione e dell'informazione.

Contenuti

La bellezza come metodo

«I modelli di un matematico, come quelli di un pittore o di un poeta, devono essere belli; le idee, come i colori o le parole, devono legarsi in modo armonioso. La bellezza è il requisito fondamentale: al mondo non c'è posto per la matematica brutta» (G. H. Hardy, Apologia di un matematico, 1940).

Se Leonardo chiede al pittore di penetrare nella mente della natura e farsi interprete tra la natura e la sua arte, il fisico – secondo Paul Dirac – deve far propri i criteri di bellezza della natura:

«Einstein, nel costruire la sua teoria della gravitazione, non cercava di spiegare qualche risultato osservativo. Al contrario. Tutto il suo modo di procedere tendeva alla ricerca di una teoria bella, una teoria come l'avrebbe scelta la Natura» (P. A. M. Dirac, La verifica del tempo, 1979)

Ma la natura avrebbe scelto la teoria quantistica?

Perché c'è quasi unanime accordo sulla bellezza della teoria della relatività, mentre i giudizi sulla teoria quantistica restano controversi?

In che modo la bellezza di un'immagine scientifica rispecchia la bellezza della natura? 

C'è un legame tra bellezza e verità?

Che cos'è la bellezza?

Più che trovare risposte, il corso si prefigge di dare un senso alle domande precedenti attraverso l'analisi critica di alcune nozioni chiave – come quelle di armonia, semplicità, simmetria – implicate nell'idea di bellezza.

 

 

Modulo 2

Il secondo modulo del corso introdurrà alle più importanti riflessioni filosofiche sulla natura di spazio e tempo forgiate dai metodi e dagli sviluppi della fisica, in primis dalla rivoluzione einsteiniana delle teorie della Relatività Speciale e Generale che ha spazzato via la vecchia, ma pur sempre intuitiva e vicina al senso comune, concezione newtoniana.
Spazio e tempo sono concetti straordinariamente profondi ma anche eccezionalmente elusivi che non di rado fisica e filosofia assieme hanno cercato di catturare grazie all'acume di alcuni dei loro pensatori più grandi, da Cartesio a Newton a Leibniz, da Kant a Reichenbach, da Mach a Poincaré, da Einstein a Gödel. Alcune delle tradizionali domande a cui questi autori hanno cercato di rispondere, insieme ai dibattiti più recenti sorti in seno alla filosofia della fisica, e che verranno affrontati nel corso, sono:
Che tipo di entità sono spazio e tempo (e spaziotempo)?
Sono genuine sostanze, esistenti allo stesso modo degli oggetti materiali, oppure sono relazioni?
I campi fisici e la materia sono più reali di spazio e tempo?
Il tempo "scorre" veramente?
Soltanto il presente è reale, oppure anche il passato lo è? E il futuro?
Qual è la "forma" dello spazio?
La geometria dello spazio fisico coglie dei fatti oggettivi che lo riguardano, o è soltanto, in qualche modo, convenzionale?
I viaggi nel tempo sono possibili, concettualmente e fisicamente, o paradossali?
Che cos'è il tempo cosmico alla base della moderna cosmologia relativistica?
In che senso lo spazio dell'universo si sta espandendo?
Che ruolo hanno spazio e tempo nello scenario dei multiversi previsto da alcune teorie cosmologiche moderne?
Non si richiedono conoscenze tecniche (di matematica e fisica) particolari: le nozioni utili verranno introdotte durante il corso, nella maniera più accessibile possibile.

Testi/Bibliografia

Modulo 1

Strumenti

Lupacchini R. (2020), Nella mente della natura. La scienza della luce e la dottrina delle ombre, ETS, Pisa (cap. 1: §§ 1.1, 1.2; cap. 2: §§ 2.1, 2.3; cap. 3; § 4.2; § 5.3)

Stillwell J. (2018), Da Pitagora a Turing. Elementi di filosofia nella matematica, ETS, Pisa (cap. 1; cap. 3: §§ 1-4; cap. 5: §§ 1-4; cap. 6: §§ 6.2, 6.3)

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Saggi

Cassirer E. (1924), «Eidos ed eidolon. Il problema del bello e dell'arte nei dialoghi di Platone», in Eidos ed eidolon. Il problema del bello e dell'arte nei dialoghi di Platone, a cura di M. Carbone, Cortina, Milano 2009

Cassirer E. (1945), «Goethe and the Kantian Philosophy», in Rousseau, Kant, Goethe, Princeton Univ. Press, Princeton (pp. 61-98)

Cassirer E. (1986), «I concetti fondamentali della matematica», in Cartesio e Leibniz, Laterza, Bari (Parte I) 

Deutsch D. (2004), «It from Qubit», in J.D. Barrow, P.C.W. Davies, C.L.Harper Jr. (eds.), Science and Ultimate Reality, Cambridge Univ. Press, Cambridge

Dirac E. (2019), La bellezza come metodo, a cura di V. Barone, Cortina, Milano 

Goethe J. W. (1824-28), «Filosofia della natura», in La metamorfosi delle piante, a cura di S. Zecchi, Guanda, Milano 1983 (pp. 149-155)

Heisenberg W. (1941), «La dottrina dei colori di Goethe e quella di Newton alla luce della fisica moderna», in Mutamenti nelle basi della scienza, Boringhieri, Torino 1978

Hilbert D. (1930), «Conoscenza della natura e logica», in Ricerche sui fondamenti della matematica, a cura di V. M. Abrusci, Bibliopolis Napoli 1978

Kant I. (1756), «Monadologia fisica», in Scritti precritici, Laterza, Bari 1982

Kemp M. (1989), La scienza dell'arte, Giunti, Firenze 1994 (capp. 1, 2; Appendici I, II.

Leonardo, Trattato della pittura, condotto sul cod. vaticano urbinate 1270, Unione Coop. Editrice, Roma 1890 (Parti I, V)[https://archive.org/details/trattatodellapit00leon_0/mode/2up]

Leibniz G. W., Scritti filosofici, 2 voll., a cura di D. O. Bianca, UTET, Torino 1967-1968 

•  Vol. 1: «Lettera ad Arnould» (ottobre 1687); «L'origine radicale delle cose» (1697); «Principi della natura e della grazia» (1714); «I principi della filosofia o monadologia» (1714).
•  Vol. 2: «Lettera a Remond» (luglio 1714).

Leibniz G. W., Scritti di logica, a cura di F. Barone, Zanichelli, Bologna 1968

• «Storia ed elogio della lingua caratteristica universale» (1679-1680)
• «Lettere a Huygens» (1679) 

Panofsky E. (1927), La prospettiva come "forma simbolica", Feltrinelli, Milano 1999

Platone, Timeo, Bompiani, Milano 2013

Wheeler J. A. (1982), «The Computer and the Universe», International Journal of Theoretical Physics, 21

Wheeler J. A. (1986), «How Come the Quantum», Annals of the New York Academy of Science, 480 

 

Ulteriori letture

• Deutsch D. (2011), L'inizio dell'infinito, Einaudi, Torino 2013
  
• Stewart J. (2007), L'eleganza della verità, Einaudi, Torino
• van Fraassen B. C. (2008), Scientific Representation: Paradoxes of Perspective, Oxford Univ. Press, Oxford
• Weyl H. (1952), La simmetria, Feltrinelli, Milano 1981

 

Modulo 2

Testi di riferimento principali

Dainton, B. (2010), Time and Space, 2^a ed., Durham, Acumen Publishing Limited.

Jammer, M. (1966), Storia del concetto di spazio, Feltrinelli, Milano (Versione originale arricchita di un capitolo finale: Concepts of space. The history of theories of space in physics. Third enlarged edition, Dover Publications, 1993)

Norton, J. D. (2015), Einstein for Everyone,   https://www.pitt.edu/~jdnorton/teaching/HPS_0410/chapters/

Testi e articoli di riferimento secondari

Boniolo, G. e Dorato, M. (1997), “Dalla Relatività Galileiana alla Relatività Generale”, in G. Boniolo (a cura di), Filosofia della Fisica, Milano, Bruno Mondadori, pp. 5-167.

Dorato, M. (2005), “La filosofia dello spazio e del tempo”, in V. Allori, M. Dorato, F. Laudisa e N. Zanghì (a cura di), La natura delle cose. Introduzione ai fondamenti e alla filosofia della fisica, Roma, Carocci, pp. 15-137.

Dorato, M. (2013), Che cos’è il tempo? Einstein, Gödel e l’esperienza comune, Roma, Carocci

Earman, J. (1989), World Enough and Space-Time. Absolute Versus Relational Theories of Space and Time. Cambridge, Massachusetts, MIT Press.

Earman, J. e Norton, J. (1987), 'What Price Space-Time Substantivalism? The Hole Story', The British Journal for the Philosophy oj Science 38, pp. 515-25.

Einstein, A. (1952), “La relatività e il problema dello spazio”, in A. Einstein, Relatività: Esposizione divulgativa, Torino, Bollati Boringhieri, 1967, pp. 294-313.

Esfeld, M. (2018), Filosofia della natura. Fisica e ontologia, Torino, Rosenberg & Sellier (fino a p. 73).

Huggett, N. (2010), Everywhere and Everywhen. Adventures in Physics and Philosophy, Oxford, Oxford University Press (da cap. 4 a cap. 15).

Mathieu, V. (1963), Epistolario Leibniz-Clarke, in V. Mathieu (a cura di), G. W. Leibniz. Saggi filosofici e lettere, Editori Laterza, Bari, pp. 385-467.

Macchia, G. (2006), “L’Argomento del buco di Einstein nel recente dibattito sull’ontologia dello spaziotempo”, Isonomia, http://www.uniurb.it/Filosofia/isonomia/2006macchia.pdf .

Macchia, G. (2015), “Relatività generale e cosmologia: basi teoriche e questioni filosofiche”, in P. Pecere (a cura di), Il libro della natura. II. Scienze e filosofia da Einstein alle neuroscienze contemporanee, Carocci, Roma, pp. 115-139.

Morganti, M. (2016), Filosofia della fisica. Un’introduzione, Roma, Carocci, (pp. 69-96 e 183-196).

Norton, J. D. (1992), “Philosophy of Space and Time”, in M. H. Salmon et al. (eds.), Introduction to the Philosophy of Science, Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice-Hall, pp. 179-232; ristampato da Hackett Publishing Company, UK, 1999.

Norton, J. D. (2019), The Hole Argument, in N. Zalta (ed.), Stanford Encyclopedia of Philosophy: https://plato.stanford.edu/entries/spacetime-holearg/

Rugh, S. E. e Zinkernagel, H. (2009), “On the Physical Basis of Cosmic Time”, Studies in History and Philosophy of Modern Physics 40, pp. 1-19.

Torrengo, G. (2011), I viaggi nel tempo. Una guida filosofica, Roma-Bari, Laterza.

 

Letture di approfondimento.

DiSalle, R. (2009), Capire lo spazio-tempo. Lo sviluppo filosofico della fisica da Newton a Einstein, Torino, Bollati Boringhieri (Vers. Orig. Understanding Space-Time. The Philosophical Development of Physics from Newton to Einstein, 2006, Cambridge University Press).

Kostro, L. (2001), Einstein e l'Etere: Relatività e Teoria del Campo Unificato. Bari: Ediz. Dedalo.

Maudlin, T. (2012), Philosophy of Physics: Space and Time, Princeton and Oxford, Princeton University Press.

Nerlich, G. (2004), What spacetime explains. Metaphysical essays on space and time, Cambridge University Press.

Ulteriori riferimenti più specifici verranno forniti durante il corso.

 

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale

Criteri di verifica e soglie di valutazione:

30 e lode - prova eccellente: pienamente acquisite e ottima articolazione critica ed espressiva.

30 - prova ottima: conoscenze complete, ben articolate ed espresse correttamente, non prive di spunti critici.

27-29 -prova buona: conoscenze esaurienti e adeguatamente contestualizzate, esposizione corretta.

24-26 - prova discreta: conoscenze essenziali acquisite, ma non esaurienti e non sempre articolate in maniera corretta.

21-23 - prova sufficiente: conoscenze superficiali ed ellittiche; esposizione e articolazione lacunose e spesso non appropriate.

18-21- prova appena sufficiente, conoscenze superficiali e decontestualizzate; esposizione con lacune anche rilevanti.

Esame non superato - quando le conoscenze essenziali non risultano acquisite. Lo studente è invitato a presentarsi a un successivo appello.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Rossella Lupacchini