RAGGI COsMICI

Dopo averlo presentato al congresso romano Sharing Ahead, all’EAS di Cracovia, a Etna Comics, il fumetto “Uno Nessuno Centomila Fotoni, Una Nessuna Centomila Particelle” approderà in Novembre alla famosa Kermesse dedicata al fumetto “Lucca Comics and Games”.

In vista di questo appuntamento, l’amico e collega dell’INAF/IASF di Palermo Giuseppe Fiasconaro ha deciso di intervistarmi per scoprire quali fossero le motivazioni che mi hanno spinto a realizzarlo e le strategie comunicative che ho adottato nel progettarlo, scriverlo e disegnarlo.

Come spero vedrete, oltre a mostrare alcune pagine del fumetto, in questa intervista ho impiegato anche illustrazioni che a suo tempo ho creato per il SISSA News, l’oramai defunto house-organ della SISSA di Trieste; altre che ho realizzato allorché lavoravo come borsista INAF a Serra la Nave (CT) e parti del video che, con Eugenio Martinetti dell’INAF-OACT, ho girato al telescopio ASTRI nell’ambito del mio progetto “TE MUNDUM (LAUDAMUS)”.

É stata una bella e lunga chiacchierata (in tutto circa mezz’ora) sul rapporto tra fumetto e scienza, con un ovvio focus sull’astrofisica delle alte energie che questo fumetto tenta di introdurre.

Si tratta di un ambito molto vasto nel quale rientrano diverse tematiche che studiamo proprio qui allo IASF palermitano dove ora lavoro: radiazione Cherenkov, raggi cosmici, radiazione gamma, esplosioni di supernovae, stelle di neutroni e pulsar, buchi neri, …: tutti fenomeni che indaghiamo mediante l’uso di telescopi particolari, detti “Cherenkov”, come, ad esempio, il “nostro”ASTRI, posizionato sull’Etna, il telescopio MAGIC, alle Canarie e il futuro CTA ancora in fase di costruzione.

Consci del fatto che il mix di argomenti astrofisici e di comunicazione toccati nell’intervista potrebbe risultare un po’ indigesto se “ingerito” in una sola tornata, io e Giuseppe abbiamo accolto l’invito di Gianluigi Filippelli, collega dell’Osservatorio INAF di Brera (MI), astrofisico, esperto di fumetti e collaboratore del sito EDU INAF dedicato alla didattica dell’Astronomia, di dividerla in due parti.

Questa che vi propongo oggi è la prima puntata.

Sento di dover tranquillizzare quelli tra voi che hanno lo stomaco forte, capace di digerire davvero tutto: a giorni annuncerò qui l’uscita della seconda (!).

Buon ascolto (e visione: sulla pagina di EDU INAF trovate pure il pdf scaricabile gratuitamente dell’intero fumetto!)

SZ

Il CERN: andare a bottega dai presocratici

Acceleratore-ionico

Acceleratore Ionico

Il 25 Giugno scorso ho coronato un piccolo sogno: sono andato a vedere di persona come è fatto il CERN1.

La mia amica Antonella Del Rosso – fisico delle particelle che lì lavora nell’ufficio comunicazione e che ora, dopo averlo fatto più volte a quattr’occhi, ringrazio qui pubblicamente – mi ha ospitato fornendomi tutti i pass necessari per accedere per una settimana intera alle strutture dei vari esperimenti dislocati lungo “la grande ruota” da 27 km di circonferenza nella quale le particelle vengono fatte collidere tra loro.

Incidentalmente, ringrazio qui anche Luca Malgeri, mio vecchio compagno di studi di Fisica che, dopo trent’anni, ho scoperto rivestire importantissimi incarichi scientifici all’interno dell’esperimento CMS.

Mi ha anche fatto da guida (!) in quella struttura: io lì turista più o meno informato dei fatti, lui lì tra coloro che dirigono uno degli esperimenti di Fisica più importanti al mondo. Differenza di posizione (accademica, lavorativa) e, soprattutto, capacità / Dt. Un differenziale non da poco, direi…

Il periodo per fare del turismo scientifico al CERN è quello giusto: al momento “i lavori sono fermi” per consentire a tecnici e scienziati di eseguire le normali, periodiche operazioni di manutenzione e di preparazione in vista dei nuovi esperimenti che partiranno più o meno tra un anno e mezzo.

Questo significa che, compatibilmente con le operazioni di cui sopra, è possibile accedere alle strutture sotterranee senza tema di diventare, a propria insaputa, target di esperimenti di fisica medica; quelli tesi a misurare la resistenza del proprio DNA se sottoposto all’assalto di fasci di particelle kamikaze.

Dovendo decidere cosa mettere in valigia e sapendo che, per risparmiare (sono al verde), avrei fatto un lungo viaggio in un autobus tutt’altro che comodo, ho scelto di pancia l’oggetto transizionale2 da portare con me: la mia “coperta di Linus” sarebbe stato un particolare libro che ho sentito “risuonare” con quanto stavo andando a vedere.

In realtà, in valigia di libri ne ho messi due: mi sembrava un po’ disonesto non concedere attenzione anche ad un tascabile incentrato sulla storia del CERN che avevo comprato tempo fa senza però averlo mai affrontato. Di questa lettura non parlerò: si è rivelata a tratti interessante ma, in generale, ben al di sotto delle aspettative generate dalla fama degli autori.

L’altro, invece, era proprio quello che istintivamente desideravo: si trattava de I presocratici del Capizzi3: un’antologia di frammenti dei primi filosofi riconosciuti come tali, libretto che ci era stato a suo tempo indicato come necessario corredo del più importante primo volume del manuale di Storia della Filosofia del Liceo: il per me mitico Pensiero e Civiltà del Moravia4.

La lettura di quel tascabile è stata veloce come, del resto, anche la sua rilettura (sì, l’ho riletto: tra ritardi alla frontiera e complicazioni forse dovute al fatto che il viaggio per buona parte si svolge in territorio italiano, ha sforato di un bel po’ gli orari promessi in tabella) e mi è sembrato proprio quello che ci voleva per affrontare con il giusto “piglio” la breve avventura che avrei vissuto di lì a poco, anzi, di lì a poco… più un altro poco.

Immagino di non dire nulla di nuovo affermando di aver infatti avuto la netta impressione di vedere rappresentate, se non addirittura realizzate sottoforma di bulloni, connessioni, collettori, computer,… molte di quelle idee seminali nate almeno duemilacinquecento anni fa su alcune rive del Mediterraneo, nella Ionia (parte dell’odierna Turchia) e nella Magna Grecia (Sicilia, Calabria, Puglia, Campania). A proporle furono pensatori i cui nomi sono dei veri e propri pilastri sui quali poggia la nostra sicumera moderna: Talete, Anassimandro, Anassimene, Pitagora, Eraclito, Senofane, Parmenide, Zenone, Anassagora, Empedocle, Melisso, Leucippo, Democrito5.

Solitamente si pensa che l’esigenza di un certo pensiero metafisico sia nata proprio in quei posti, con quelle persone. Rileggendo i frammenti riportanti il loro pensiero, mi sono però reso conto che si trattava di una metafisica strana, fatta comunque di spazi, occupazione di essi da parte di “enti”, movimenti di questi enti che spostandosi avrebbero lasciato vacanti gli spazi prima occupati, scontri tra enti alcuni dei quali proprio non ne volevano sapere di spostarsi, ecc.

Tutte immagini mentali di un mondo pensato come al li là della reatà, a essa affiancato e parallelo, ma regolamentato da leggi e necessità del tutto simili a quelle del mondo che qui esperiamo quotidianamente e fatto di spazi, occupazione di essi da parte di cose animate e inanimate, movimenti di queste cose che spostandosi lasciano liberi (non vuoti) i posti prima occupati, scontri tra cose, alcune delle quali proprio non ne vogliono sapere di spostarsi, ecc.

Insomma, un mondo metafisico così simile a quello fisico da farmi sospettare che in realtà si trattasse dell’espressione più pura di un bisogno antico: quello di una fisica capace di spiegare il visibile ma anche, anzi, soprattutto, l’invisibile. Una fisica all’epoca appena immaginabile e che oggi invece possediamo (!).

Quindi, una volta giunto a destinazione, ho vissuto in ogni istante la vivida senzazione di captare ancora con la coda dell’occhio, di sorprendere, nascoste tra le strutture di quei laboratori, i movimenti delle ombre fugaci e dispettose – giocano a nascondersi come quella del Peter Pan della Disney6 – di quelle idee antiche che da sempre intravedo dietro la fisica e l’astrofisica studiate all’università.

Parlando di CERN e sapendo anche solo a grandi linee cosa lì si fa, nel tentativo di spiegare meglio la sensazione prepotente di trovarmi al cospetto di ricercatori che altro non erano se non gli epigoni moderni dei primi filosofi prima citati – potremmo dirli eredi di domande e relative risposte già verbalizzate (ovvero non matematizzate, quindi non misurabili) due-tre millenni fa – immagino che il primo nome a venire in mente, oltre quello di Leucippo, sia quello dell’atomista Democrito di Abdera, discepolo del primo e ben più famoso del suo maestro.

Galeno (Gli elementi secondo Ippocrate) riporta così alcuni pensieri dell’atomista:

Apparenza è il colore, apparenza il dolce, apparenza l’amaro, realtà gli atomi e il vuoto. Per lui tutte le qualità sensibili derivano dal diverso aggregarsi degli atomi e dipendono dal nostro modo di sentire: in natura non c’è né bianco né nero, né giallo né rosso, né dolce né amaro. (…) Chiamava “ente” gli atomi, “niente” il vuoto. Ora gli atomi, essendo corpi piccolissimi, non possiedono qualità sensibili; il vuoto, poi, è lo spazio nel quale questi corpuscoli si muovono eternamente o dall’alto in basso, o intrecciandosi tra loro in diversi modi, o urtandosi e respingendosi, fino a che si disgregano o si aggregano nei suddetti composti: è appunto così che si formano gli aggregati, compresi i nostri corpi con le loro impressioni e sensazioni. (…) Così, per esempio, dicono che nessun atomo può scaldarsi o raffreddarsi, e neanche inaridirsi o inumidirsi, e tanto meno imbiancarsi o annerirsi; né, insomma, ricevere qualsiasi altra qualità per mezzo di qualsiasi mutamento.

(…) Ci sono due forme di conoscenza, una autentica e l’altra spuria; a quella spuria appartengono tutte queste cose: vista, udito, odorato, gusto e tatto. L’altra forma, quella autentica, ha per oggetto le cose che non appaiono. Quando gli oggetti sono così piccoli che la conoscenza spuria non riesce più a coglierli né con la vista, né con l’udito, né con l’odorato, né col gusto, né col tatto, e la ricerca deve rivolgersi agli oggetti più sottili, subentra la conoscenza autentica, che possiede uno strumento più fine, adatto allo scopo.

Da questo passo, con le conoscenze di cui oggi disponiamo, possiamo forse far conseguire che l’analogia con quanto oggi si fa nei nostri laboratori e il pensiero di Democrito regga di più se invece della fisica consideriamo la chimica con i suoi atomi e gli aggregati molecolari che essi vanno a formare.

Un primo pensiero che ritengo vada subito corretto valutando che dai tempi del pensatore di Abdera a oggi, il significato stesso della parola “atomo” è notevolmente mutato, per cui forse, per meglio comprendere la sua dottrina, dovremmo tradurre la parola “atomo” che stava per “non ulteriormente suddivisibile”, “non ulteriormente tagliabile” (atomo da a-témno), con il più moderno “elementare” da intendere invece come “non composto da altre parti”: un oggetto, insomma, la cui ricerca, una volta assodato che gli atomi non sono affatto indivisibili, è diventata il sacro Graal della moderne indagini di fisica fondamentale.

Nel frammento su riportato, mi risulta molto interessante il riferimento alla vera conoscenza, quella “autentica”, intesa come qualcosa rivolta proprio a sondare lo strato della realtà che contiene questi atomi-elementari; una ricerca da condurre con strumenti che – all’epoca non era proprio intuibile – oggi hanno preso la forma e le dimensioni del Large Hadron Collider (Lhc)7 e degli altri acceleratori sparsi in giro per il mondo.

Leggendo le seguenti righe prese dal Moravia, ho come l’impressione che si tratti di un concetto già contenuto nel pensiero parmenideo:

gli uomini hanno il vezzo, che in forza dell’abitudine è diventato regola, di accostarsi alle cose mediante l’occhio che non vede o l’udito che risuona soltanto, o la lingua: e ad essi credono.

Invece, non sono questi i mezzi con cui si devono giudicare le cose: “giudica col logos la prova che con molti argomenti è stata da me addotta”.

Qui leggo quasi un suggerimento: quello di servirsi di strumenti dalla necessaria “disumanità”, così da poter garantire di lasciar fuori quanto più possibile il rumore dei nostri sensi limitati e delle nostre azioni troppo imprecise e soggettive.

Per il filosofo eleate, non era ovviamente possibile fare altro che usare strumenti logici, mentali e verbali (logos), mentre oggi tali strumenti hanno assunto l’aspetto di macchine enormi – le più grandi mai realizzate – capaci di lavorare sugli enti grazie al fatto che al loro interno viene realizzato un niente pressoché perfetto.

Quindi, se Parmenide usa lo strumento logos per compiere un esperimento mentale ante litteram che gli consenta di pulire, di svuotare il suo ambiente-pensiero con lo scopo di figurarsi il mondo come apparirebbe se non fosse percepito dai nostri corpi, negli esperimenti collisionali che oggi vengono attuati, grande importanza riveste la pulizia delle camere in cui i fasci di particelle vengono fatti scontrare gli uni con gli altri.

“Pulizia” in questo caso sta ad indicare il tentativo estremo di fare in modo che i protoni dei fasci, ancor prima di scontrarsi con i loro omologhi in arrivo dalla direzione opposta, non incontrino altri enti come le particelle di aria e impurità varie in essa contenute che potrebbero intercettarle, impoverendo i due fasci e compromettendo l’esperimento.

Tutto questo, come già in parte anticipato, ha a che fare col concetto di vuoto: una chimera, un obiettivo asintoticamente raggiungibile che dai tempi degli emisferi di Magdeburgo8 a oggi ha via via assunto una importanza sempre più grande nelle ricerche di fisica fondamentale.

Quello creato all’interno del Large Hadron Collider è pari a circa 10−13 Pa (la qualità del vuoto si valuta misurando la pressione esercitata dalle particelle presenti all’interno di un volume unitario: più è bassa, più quel volume è vuoto nel senso di privo di particelle) è al momento il “miglior vuoto esistente” essendo addirittura più spinto di quello presente nello spazio interstellare dove si misura una pressione pari a 1,3 × 10-8 Pa (!).

Proton-Phishing-1

Una delle illustrazioni realizzate nel periodo in cui ho collaborato con il CERN Bulletin

Il Warren9, autore di un bel trattato che ha per oggetto proprio il pensiero dei presocratici, nota che:

Comparativamente, esso [il vuoto] ha ricevuto minore attenzione dell’atomo, ma per molti aspetti il vuoto è l’elemento più sorprendente della coppia. Certamente, assumendo che ci sia il vuoto, Democrito e Leucippo hanno compiuto un passo radicale. Le cosmologie pluralistiche precedenti, come quelle di Anassagora ed Empedocle, avevano reagito alla sfida eleatica semplicemente affermando che nelle loro rispettive concezioni dell’univero il movimento era possibile. (…) Il vuoto assolverà al duplice scopo di separare gli atomi e al tempo stesso di fornire lo spazio in cui essi si possano muovere; il suo ruolo è perciò assolutamene cruciale. (…) Perché una cosa si possa muovere ci deve essere un luogo in cui possa andare. Questo luogo non deve essere occupato, o altrimenti non ci potrebbe andare. E quando una cosa si muove, deve lasciare dietro di sé del nuovo spazio non occupato. (…)

Questo autore mette bene in evidenza alcune discrepanze fondamentali tra due vere e proprie scuole di pensiero: da un lato abbiamo Parmenide, Zenone e Melisso – i tre più importanti rappresentanti della filosofica eleatica che, come già avevano fatto i loro predecessori milesii, intrecciano in modo assolutamente interessante, e meritevole di un’indagine a parte, la dimensione metafisica e quella politica -. Dall’altro abbiamo i due atomisti che più che una metafisica, alla base della realtà pongono una vera e propria fisica per molti versi estremamente moderna.

Per meglio comprendere questa fondamentale differenza di vedute, continuiamo a leggere ciò che il Warren nota circa il pensiero eleatico:

Per un eleate come Melisso, il movimento può facilmente essere rifiutato. Non c’è vuoto, perché non ci può essere “ciò che non è”. (…) Per spiegare la scelta di una cosmologia atomistica dobbiamo ricordare ancora una volta la sfida eleatica. In particolare, due sono le tesi eleatiche di speciale rilevanza per la concezione atomistica:

-“Ciò che è” è omogeneo e indivisibile.

-Il movimento è possibile solo se accettiamo che ci sia “ciò che non è”.

Qui val la pena ricordare che per Parmenide, che mi pare essere stato più interessato alla dimensione politica del pensiero, l’esigenza di teorizzare alla base di tutta la realtà l’esistenza di un “essere” (in senso ontologico, non animale) “che è”, dalla compattezza e uniformità “sferiche” e che in quanto tale deve essere indivisibile, abbia poi spinto i suoi discepoli – i quali invece mi appaiono più interessati alla natura di quanto non lo fosse il loro maestro – a sondare le conseguenze oserei dire “meccaniche” e “cinematiche” della sua dottrina.

Una delle conseguenze del forzare il modello filosofico del maestro fino a dedurne una visione completa della realtà finanche nelle sue manifestazioni fisiche – una conseguenza che ha un certo peso nel discorso che qui sto cercando di fare – fu che sia Melisso che Zenone arrivarono a negare il movimento: nella loro filosofia esso infatti viene riguardato come una aberrazione dei nostri sensi, ancora una volta ritenuti incapaci di svelarci la vera natura e immobilità dell’essere il quale tutto riempie in modo uniforme, impedendo così il movimento delle sue parti.

A questo proposito, trovo illuminante il frammento DK 30 B7 di Melisso nel quale si afferma:

(…) e non c’è nulla, poi, che sia vuoto: il vuoto è il nulla, e ciò che è nulla è una cosa che non c’è. Né si muove: non ha nessun luogo dove andare, perché [tutto] è pieno; se avesse in sé spazi vuoti, andrebbe a riempirli, ma non avendoli non ha dove andare. Neanche potrebbe essere denso o rado: il rado non può essere pieno allo stesso modo del denso, ma proprio in quanto rado sarebbe più vuoto del denso. Questo infatti è il criterio di distinzione tra pieno e non pieno: se qualcosa lascia spazio e ha posto libero dentro di sé, non è pieno; se non lascia spazio e non ha posto, è pieno. È dunque necessario che sia pieno, dato che non è vuoto; e, se davvero è pieno, non si muove.

Una negazione del movimento alla quale quindi consegue necessariamente un’assenza totale del vuoto visto come “non essere”: esso, in quanto tale, non può esistere. Stessa fine ingloriosa fa di conseguenza il concetto di “moto” che così, legato com’è al concetto di non esistenza, tramonta.

La risposta degli atomisti a questa idea eleatica la sottolinea il solito Warren il quale nota che:

Tuttavia la proposizione ipotetica “se c’è movimento, allora c’è ciò che non è” è un’arma a doppo taglio. Democrito e Leucippo la usano a loro vantaggio come parte di un argomento a favore dell’esistenza del vuoto, aggiungendo semplicemente la premessa che “c’è il vuoto”. (…) Ci viene dunque proposta la tesi volutamente paradossale che esistono sia “ciò che è”, sia “ciò che non è” e, per di più, che “ciò che non è” esiste non meno di “ciò che è”. (…)

In assenza di macchine che potessero dimostrare come si possa sperare di raggiungere la condizione di vuoto (ricordiamoci che ancora non possiamo tecnicamente affermare che esso, pensato come spazio totalmente privo di particelle e campi, esista davvero…), la risposta della scuola atomistica consiste in un certo guizzo retorico alquanto interessante: essi affermano che “il vuoto c’è”, quindi trattandolo come qualcosa che non è negazione dell’essere: esso non è il “niente”, ma piuttosto è qualcosa che, pur non contenendo nulla, esiste e che di consequenza ha la stessa dignità degli atomi di cui è contraltare; a questo punto, la sua esistenza basta a consentire il movimento degli atomi.

Secondo Democrito, il moto che spetta agli atomi è quello vorticoso che per sua stessa natura può spiegare con scontri caotici la nascita per aggregazione spontanea e casuale degli oggetti del reale (e pensare che al CERN i protoni si muovono vorticosamente non per creare gli oggetti della realtà, ma piuttosto per romperli…).

Un moto che invece diventerà rettilineo solo in seguito, con Epicuro: il suo clinamen alla base della caduta deviata degli atomi che così si combinano tra loro per creare gli aggregati, credo possa essere tradotto in un linguaggio moderno invocando proprio gli incidenti frontali programmati dai fisici del CERN, veri e propri “organizzatori di eventi” pirotecnici.

Se il nome di Democrito è forse quello che prima viene in mente in un tentativo come questo di spiegare la connessione tra ciò che si fa al CERN e il pensiero presocratico, non dimentichiamoci che l’atomismo è forse il punto più altamente “fisico” di un processo, avviato dai suoi predecessori, teso a liberare i discorsi sulla realtà da quelli della religione.

A dare il LA alla meditazione sulla natura delle cose e su ciò che va considerato “base” fisica e al contempo concettuale della realtà, pare infatti siano stati altri pensatori che val la pena citare almeno per alcuni degli aspetti delle loro dottrine.

Leader

Una delle vignette fatte al tempo in cui illustravo per il CERN Bulletin

Ad esemprio, i mastodontici magneti superconduttori che assolvono al duplice compito di 1) mantenere ben collimati i fasci di protoni confinandoli nel centro dei “tubi” dell’acceleratore e 2) di fargli cambiare gradualmente traiettoria così da costringerli a muoversi assecondando la forma circolare del collider lungo ben 27 chilometri, e che sono di sicuro l’”anima” di questa struttura, mi fanno andare con la memoria al concetto di anima teorizzato da quel Talete di Mileto.

Come ci ricorda Aristotele, fu proprio lui ad affermare, tra le altre cose, che i magneti possiedono vita perché generano movimento:

E dell’intero tutto affermano che essa [l’anima] si trova mescolata, per cui forse anche Talete credette che tutto quanto è pieno di dèi. A quanto sembra, anche Talete, da quel che ricordano, suppose che l’anima fosse un che di movente, se è vero che della pietra [di Magnesia, calamita] affermava che avesse anima perché muove il ferro10

Nell’acceleratore e, in particolare, nelle cosiddette “cavità risonanti” o “a radiofrequenza”, i protoni, che assumiamo per convenzione carichi positivamente, vengono spinti in avanti dalla repulsione del campo elettrico di carica uguale posto alle loro spalle.

Allo stesso tempo, essi subiscono una forte accelerazione generata dalla contemporanea attrazione del campo elettrico di carica opposta che li attende di fronte a loro nella direzione del moto (effetto che va sotto il nome di push and pull).

L’azione combinata e prolungata di questi due campi elettrici di segno opposto che oscillano senza sosta tra le due polarità sui due fasci di protoni lanciati in direzione opposta lungo percorsi paralleli, fa sì che quelle particelle aumentino la loro velocità fino a raggiungere presto valori confrontabili con c, velocità della luce, per poi aumentare, giro dopo giro, la loro energia.

Quanto sopra descritto ovviamente non è altro che una semplificazione tesa a spiegare “in soldoni” un processo ben più complicato. Nelle cavità risonanti vi è in realtà un campo elettromagnetico che oscilla in sincronia con il passaggio del fascio così da ottenere, in un particolare punto del circuito circolare, la desiderata accelerazione delle particelle.

Una volta raggiunta una densità di energia tale per cui gli urti possono dare l’effetto di “rottura sperato”, azionando uno scambio del tutto simile a quelli delle ferrovie, i due fasci di protoni vengono convogliati su uno stesso “binario” così da provocare un tremendo incidente frontale.

Proton-Fishing-1

Una delle illustrazioni realizzate quando lavoravo per il CERN Bulletin

L’energia liberata in impatti di questo tipo è enorme e confrontabile con quella presente nei primissimi istanti di vita del cosmo, allorché esso era molto più piccolo e caratterizzato da temperature dell’ordine dei 1011 °K. Questo significa che le collisioni cui sottoponiamo i protoni ci consentono di riprodurre, quindi di analizzare, condizioni fisiche altrimenti non accessibili con la semplice osservazione della Natura così come si presenta oggi, ben 13,8 Miliardi di anni di distanza dal Big Bang.

Durante questi “incidenti”, la distruzione delle particelle rivela l’esistenza al loro interno (o, se vogliamo, nel loro passato) di altre più piccole che “sorreggono” la realtà standosene in una posizione ancora più “bassa e “arretrata” rispetto a quella che esperiamo tutti i giorni. Particelle minime poste “ai confini della (nostra) realtà” che, mostrandosi per attimi brevissimi di tempo, si comportano come finestre, piccolissimi oblò, aperte su un cosmo del tutto diverso da quello che oggi vediamo con i nostri occhi.

Il collider del CERN, una specie di macchina del tempo tarata per visite a un passato ancora più remoto di quello osservabile con i telescopi più potenti, ci consente quindi di scoprire quali fossero davvero gli enti che abitavano il cosmo prima che al suo interno comparissero l’acqua, l’aria, il nostro pianeta Terra, …

Ecco perché l’acqua di Talete, l’aria di Anassimene, il fuoco di Eraclito, elementi proposti come origine (arché, spesso tradotto anche con comando a dimostrazione dell’ambivalenza filosofica e politica delle dottrine di questi personaggi) di tutte le cose, ci appaiono ingenue.

Lo sono specie se confrontate con l’àpeiron di Anassimandro – qualcosa di indefinito e infinito al quale oggi potremmo forse affiancare, senza tema di sbagliare troppo, il termine “plasma”: uno stato della materia che offre il vantaggio di poter essere studiato grazie ai numeri tanto cari a Pitagora – contenente i semi (gònima) di tutte le cose: sembra proprio la traduzione verbosa di ciò che intravediamo ogniqualvolta attiviamo l’Lhc.

Nella limitatissima “chimica” presocratica che includeva solo i quattro elementi acqua, aria, fuoco, terra, tra le varie proposte di possibili arché mancava all’appello solo l’ultima che, pare, nessuno ha eletto a origine del tutto. Forse, per ritrovarla con una funzione simile a quella di origine di tutte le cose, dovremmo rivolgere lo sguardo alla Teogonia11 di Esiodo, un’opera di sicuro presocratica, almeno da un punto di vista cronologico, ma anche di molto pre-eleatica e, se mi si passa il termine, pre-filosofica in quanto risalente a un periodo ancora dominato dalla religione e dal mito.

A ben vedere, non trovo strana questa assenza dell’elemento terra associato al concetto di origine e comando della realtà tutta: nel processo di semplificazione delle cose alla ricerca della natura più intima di tutto ciò che esiste, i presocratici agivano idealmente sugli elementi della loro quotidianità operando successivi tagli capaci di svuotare, di diminuire la densità del reale fino a immaginare di trovare qualcosa di a-tomico, appunto; che non poteva essere tagliato, svuotato oltre.

Ad esempio, pur non parlando di densità, Anassimene fa riferimento a fenomeni di rarefazione e condensazione degli elementi del reale nei termini seguenti3:

L’aspetto dell’aria è questo: quando è uniformemente distruibuita, è invisibile; diventa visibile a causa del freddo, del calore, dell’umidità e del movimento. Essa si muove sempre, perché altrimenti nulla potrebbe trasformarsi. Condensata e rarefatta, appare in forme differenti: quando si dilata fino a essere leggera, diventa fuoco; quando si condenza diviene vento; se la condensazione continua, si formano le nuvole, se la condensazione aumenta, l’acqua; se aumenta ancora, la terra; alla massima condensazione, le rocce. Cosicché, tra le coppie di contrari, quella che sta alla base della generazione è la coppia caldo-freddo.

Lo rileva ancora una volta il Warren quando nota che:

Anche in questo caso dobbiamo esaminare lo sfondo eleatico. In particolare, possiamo prendere in considerazione uno dei paradossi di Zenone sulla divisibilità, che potrebbe essere parafrasato nel modo seguente. Si prenda qualcosa che sia dotato di estensione spaziale. Se è spazialmente esteso, allora ha parti (spaziali) che possono essere distinte. Semba perciò possibile dividerlo, separando queste parti spaziali differenti. Ora che cosa dire di queste nuove parti? Sono o non sono anche’esse spazialmente estese? A questo punto ci troviamo di fronte a un dilemma: se non sono spazialmente estese, come possiamo pensare che possano essersi combinate per formare l’estensione originale? É infatti impossibile costruire una linea, per esempio, a prtire da punti geometrici privi di estensione. D’altra parte, se sono estese, possiamo dividerle ulteriormente. A ciascuna nuova divisione dobbiamo domandarci se abbiamo raggiunto il ilmite della divisibilità. Se abbiamo a che fare con parti che hanno un’estensione, per quanto piccola, la divisione può continuare, Se le parti sono senza estensione, allora sembra che abbiamo diviso l’estensine originale fino a ridurla a nulla – il che è assurdo. Gli atomisti considerarono questo paradosso come una sfida a qualcunque teoria fisica che, come la loro, intendesse sostenere che ci sono atomi estesi ma indivisibili. Gli atomi devono essere estesi se devono potersi combinare per dare origine a corpi estesi più grandi. Devono anche essere indivisibili se devono essere componenti fondamentali ed entità dell’universo che persistino attraverso tutti gli altri cambiamenti. (…) Alla fine, sostiene la teoria atomistica, giungeremo a un punto in cui i pezzi, pur dotati ancora di una grandezza, non sono più divisibili neanche in linea di principio. Neanche il macchinario pù potente può spezzarli. Questi sono gli atomi.

In questo processo, quindi, mi sembra evidente come apparisse conveniente partire da qualcosa che è già di suo rarefatto come l’acqua, ma soprattutto l’aria e il fuoco: tutti elementi molto meno densi della dura terra. Questa visione cosi ingenua e al contempo illuminante, per certi versi era già stata colta da qualcuno. Mi riferisco a Teofrasto il quale, nel suo Opinioni di fisica3, parlando di Anassimandro, riferisce:

e dice che il comando non è né l’acqua, né qualcun altro dei cosiddetti elementi, ma una certa altra natura, qualcosa di indeterminato, dalla quale nascono tutti i cieli e gli ordinamenti in essi vigenti. Scrive intatti: “Ciò che dà luogo alla nascita delle cose che esistono produce anche, con la forza, la loro disfatta” e difatti “i contrari si pagano vicendevolmente la pena e l’ammenda del reato secondo un avvicendamento nel tempo”. Non si può dire che non abbia espresso questi concetti con le parole più poetiche.

Una “disfatta dei contrari che si pagano vicendevolmente” mi pare ben rappresentata nei tremendi impatti tra i fasci di protoni – accelerati a velocità spaventose da campi elettrici che, come abbiamo già detto, seguono un certo “avvicendamento nel tempo” – i quali, impattando tra loro, si distruggono rivelando l’esistenza di un intero zoo di altre particelle al loro interno.

In tal senso trovo illuminante ciò che dice il Moravia quando afferma:

L’àpeiron (da peirar, limite, quindi, letteralmente, “che non ha limiti”), non è un elemento, non è attributo di un elemento. Non è materia in senso aristiotelico: è quella physis, nel senso di una natura che diventa tutte le cose rimanendo se stessa.

L’àpeiron primigenio contiene i “germi” (gònima) dei contrari – e contrari sono caldo e freddo, asciutto e umido e così via, ai quali Anassimandro attribuisce un grande rilievo.

E, a proposito di caldo-freddo, contrari sono pure le temperature raggiunte all’interno del collider del CERN dove il termometro fa registrare oscillazioni tra gli 1,9 kelvin (-272 °C)12 e i 1011 °K.

Aristotele ci racconta che Anassimandro ebbe anche una idea alquanto interessante circa la geometria del cosmo nel centro del quale poneva il nostro pianeta (non lo indicava di certo in questo modo) spiegando questa idea nel seguente modo:

la terra si mantiene ferma grazie alla somiglianza. Infatti per qualcosa che si trovi al centro e collocato in modo simile in relazione agli estremi non è maggiormente appropriato muoversi verso l’alto piuttosto che verso il basso, o di lato. Poiché è impossibile che si generi un movimento simultaneo in direzioni opposte, essa rimane necessariamente immobile.

Un’idea traslabile dalla Terra ai fasci di protoni tenuti sospesi al centro dell’acceleratore dai magneti superconduttori che agiscono sul fascio “con somiglianza” da tutte le direzioni, tenendolo così al centro del collider.

Nel merito di questa discussione, trovo si inserisca in modo interessante anche il seguente passo del Warren:

Due cose emergono immediatamente: in qualche modo Eraclito riserva al fuoco un ruolo privilegiato come più importante tra i costituenti del cosmo. Il detto B39 identifica il cosmo con un fuoco eterno e B90 gli assegna la funzione di moneta nei vari scambi tra elementi descritti in B21a e B32h. Questa coppia di detti accenna a un sistema regolare e regolato di scambi tra elementi, in cui ciascun elemento o costituente cosmico (sono qui menzionati: il fuoco, il mare – che forse sta per l’acqua in generale – la terra e il fulmine) parte di una serie di trasformazioni che hanno luogo secondo rapporti o successioni rigorose. Tutto ciò ricorda certamente la descrizione che Anassimandro fa dell’ingiustizia e delle riparazioni tra costitiuenti cosmici, ed Eraclito senza dubbio risponde a queste speculazioni dei milesi. È anche probabile, sebbene il fuoco sia sicuramente la più importante delle varie cose che compongono il cosmo, che Eraclito non si impegni a farne un elemento costituitivo di ogni oggetto del mondo. La similitudine di B90 suggerisce che, proprio come quando compro un pezzo di pane per 70 pence, ha luogo uno scambio e il pane che mi porto via vale ma non è composto da 70 pence, così quando il fuoco diventa, per esempio, mare, quel mare in qualche modo vale o è equivalente a una certa quantità di fuoco, ma non è esso stesso fatto di fuoco. Più importante, certamente, è l’idea che ci sia una quantità fissa e regolare di fuoco che diventa una quantità fissa di mare. Tuttavia, possiamo porre direttamente in relazione questa spiegazione cosmologica con la concisa formula “tutte le cose sono uno”, poiché ci sono ragioni per vedere qui all’opera una concezione monistica materiale molto simile alla precedenti concezioni milesie: tutte le cose sono uno nella misura in cui esse sono costituite da questi elementi, e questi elementi sono unificati dalo scambio ciclico e dal fatto di essere tutti trasformazioni di un solo elemento: il fuoco.

Qui mi pare di intravedere una perfetta similitudine tra il fuoco, la sua equivalenza con altre sostanze e l’equivalenza massa-energia alla base della concezione moderna della fisica. Non solo le particelle, quindi, con il loro valore di enti elementari, ma anche e soprattutto il fatto che gli enti siano riassumibili con il loro contenuto di energia (fuoco) che fa sì che possanno essere comunque ordinati e classificati per come le loro masse si presentano al mondo, traducendo quell’energia in cose visibili e facilmente soppesabili per meglio e più istintivamente distinguerle le une dalle altre.

Questo articolo potrebbe forse indurre a pensare che io ritenga superiore il pensiero

Waiting-for-Higgs-Boson

Una delle vignette che ho realizzato anni fa per il CERN Bulletin: In search of God’s particle

 

fisico rispetto a quello metafisico. Nulla di più distante dal vero.

Pur notando come anche oggi il binomio ricerca fondamentale-politica, quindi “comando” (una delle traduzioni possibili di arché molto cara a quei presocratici attratti dal pensiero politico) goda purtroppo di ottima salute13, non voglio di certo affrontare in questa sede la discussione circa la possibile esistenza di un piano metafisico di qualche tipo.

Mi limiterei piuttosto a far notare come di sicuro il ritenere presente un piano dell’esistente sconosciuto, non visibile e non esperibile, da sempre stimola la ricerca in fisica fondamentale alla quale sembra proprio spettare il compito di “rosicchiare”, di “rubare” gradualmente spazio e temi al mondo delle pure idee.

Diceva Eraclito:

La natura delle cose ama nascondersi.

e anche:

L’armonia nascota è migliore di quella che si vede.

Esiste davvero questa armonia nascosta?

Esiste una realtà ultima, un segmento finalmente non più divisibile posto in fondo, alla base della realtà?

Non lo sappiamo e forse non lo sapremo mai, ma intanto mi premeva far notare come i pensieri dei presocratici potrebbero – forse potremmo addirittura dire ”dovrebbero” – essere inseriti nel primo capitolo dei libri di fisica così da far cogliere la natura molto umana di domande che giacciono nell’intersezione tra quelle che oggi si pongono i fisici e che da sempre assillano i filosofi.

In tal senso, mi ha sorpreso alquanto scoprire pochi giorni dopo il mio ritorno dal CERN che, quasi fosse un’esigenza maturata all’unisono in diverse teste (almeno due), nella rubirca ”scienza e filosofia” del mensile Le Scienze del mese scorso, Elena Castellani abbia deciso di raccontare qualcosa di simile alla mia esperienza parlando di argomenti di sicuro complementari a quelli qui sviluppati.

In quell’articolo diceva proprio di una gita fatta con i suoi studenti di filosofia ai laboratori ginevrini. Non c’è niente da fare: Filosofia e Fisica non possono proprio resistere alla tentazione di frequentarsi; si corteggiano, amoreggiano, alle volte si spingono anche oltre facendo del petting spinto e spero arrivino un domani ad ammettere l’atto completo, fregandosene bellamente del fatto che ogni tanto qualche genitore un po’ all’antica tuoni “questo matrimonio non s’ha da fare”.

Il vuoto credo esista; lo credo necessario, simile all’idea trascendentale di mondo in Kant: ci attira, attira la nostra fisica e risucchia la nostra curiosità impedendoci di immobilizzare il bisogno di assoluto.

Un vuoto, quindi, visto come spazio da colmare con movimenti mentali che ci condurranno a indagare sempre più in là, sempre più in basso, tagliuzzando alla Zenone tutto ciò che via via che ci si parrà davanti laddove al momento vediamo solo un buio profondo, terrificante, disumano.

Quello che Esiodo avrebbe definito l’”orrido” e che giace chiuso ermeticamente in uno scrigno che immagino con lati lunghi come il tempo e la lunghezza di Planck.

 

SZ

 

1 – https://home.cern/

2 – https://it.wikipedia.org/wiki/Oggetti_transizionali

3 – Capizzi, Antonio (a cura di), I presocratici, La Nuova Italia, 1984

4 – Moravia, Sergio, Pensiero e Civiltà, Le Monnier, 1984

5 – Per sapere di molti altri filosofi meno noti appartenenti alla categoria dei presocratici, consiglio di consultare il testo I presocratici a cura di Alessadro Lami (BUR) e una piacevolissima antologia del compianto Luciano de Crescenzo il quale, forte della italianità di alcuni dei suddetti pensatori e della sua corregionalità con l’ulteriore sottoinsieme degli eleati, propose un simpatico libretto nel quale compaiono alcuni autori da lui “scoperti” (per capire ciò che dico, si scorra l’indice di quest’opera: https://it.wikipedia.org/wiki/Storia_della_filosofia_greca._I_presocratici).

6 – https://it.wikipedia.org/wiki/Le_avventure_di_Peter_Pan

7 – https://it.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider

8 – https://it.wikipedia.org/wiki/Emisferi_di_Magdeburgo

9 – Warren, James, I presocratici, PBE, Einaudi, 2007

10 – Da I Presocratici, Bur, a cura di Alessandro Lami. Il termine “magnete” deriva dal greco μαγνήτης λίθος (magnétes líthos), cioè “pietra di Magnesia”, dal nome di una località dell’Asia Minore (Lidia), nota sin dall’antichità per gli ingenti depositi di magnetite (fonte: wikipedia).

11 – https://it.wikipedia.org/wiki/Teogonia_(Esiodo)

12 –

13 – Diogene Laerzio (Capizzi):

Tra i grammatici è da ricordare Diodoto, il quale attesta che il libro di Eraclito non trattava della natura, ma del governo dello Stato, e che gli accenni alla natura vi stanno dentro in funzione di modello