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scienze
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By Harald Lesch -
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- La donna che scoprì la struttura del DNA
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By Brenda Maddox -
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Il furto della doppia elica -
Il libro denuncia una vicenda di plagio scientifico, il furto della doppia elica del DNA ad opera di Watson, Crick e Wilkins, erroneamente ritenuti gli artefici della grande scoperta. Essi sottrassero a Rosalind Franklin materiali di ricerca sulla struttura del DNA e pubblicarono le conclusioni a ... (
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Oct 8, 2009 |
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LA POESIA DEI CRISTALLI DI GHIACCIO -
Si tratta di un libro gradevolissimo, da leggere per rilassarsi e per scivolare nel sonno (LO DICO IN SENSO BUONO) abbracciati ad una nuvola. Descrive ed evoca il mondo aereo sopra le nostre teste. Questo mondo fiabesco che ci sovrasta e che influenza la nostra esistenza in molti modi, mentre noi di ... (
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May 11, 2010 |
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- Le rivoluzioni scientifiche (31)
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By Thomas Kuhn -
Started on Sep 2008
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Riorientamenti gestaltici nelle visioni della scienza
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Questa è la risultante delle idee sulla formazione del pensiero scientifico, che Kuhn ha espresso nella sua opera principale "La struttura delle rivoluzioni scientifiche" e che ha precisato e parzialmente modificato nelle sue opere successive:
il progresso delle conoscenze scientifiche non avviene ... (continue ) -
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Oct 17, 2008 |
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La relatività a fumetti
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Gli artefici della Fisica a dialogo tra loro, attravarso i secoli, immersi spesso nei mondi e negli scenari da loro stessi ipotizzati. Disegni minuziosi e bellissimi, dialoghi e didascalie illuminanti.continue)
Ad esempio: Keplero ricorda che fu lui a descrivere il moto dei pianeti. Ma Newton gli obietta ch ... (
Gli artefici della Fisica a dialogo tra loro, attravarso i secoli, immersi spesso nei mondi e negli scenari da loro stessi ipotizzati. Disegni minuziosi e bellissimi, dialoghi e didascalie illuminanti.
Ad esempio: Keplero ricorda che fu lui a descrivere il moto dei pianeti. Ma Newton gli obietta che quelle erano solo leggi empiriche....prive di una spiegazione causale.
Ed ancora: Einstein in viaggio in uno spazio curvilineo; o in barca, mentre osserva riaffiorare la costante cosmologica, che egli aveva teorizzato e che poi considerò il suo più grande errore. Una costante della quale risulterà però difficile fare a meno.
Ecco un tentativo di sintesi commentata dell'opera:
la spiegazione causale dei moti planetari venne fornita da Newton, con la legge di gravitazione universale, la quale restituisce le leggi del moto planetario come deduzioni matematiche.
Insieme a Newton, Maxwell è l'altro grande protagonista della descrizione del mondo fisico, per la sua brillante opera di unificazione di elettricità e magnetismo nella teoria elettromagnetica.
Nel loro complesso, la meccanica newtoniana e l'elettromagnetismo di Maxwell delineano una grandiosa e potente rappresentazione della realtà fisica. Entrambe le terie sono verificate in numerosissimi casi, e tuttavia presentano anche delle inadeguatezze predittive. E proprio dalla considerazione di queste "crepe" teoriche si dischiuderanno nuovi, più ampi scenari di comprensione della natura.
La teoria di Newton rivela la prima incongruenza con la scoperta del moto di precessione dei perieli di Mercurio: sostanzialmente, si tratta della scoperta che l'orbita di Mercurio non è fissa, come prescritto dalla meccanica newtoniana, bensì muta nel tempo.
Anche la teoria elettromagnetica di Maxwell rivela una eclatante contraddizione con la realtà: la teoria richiede che l'elettrone in orbita intorno al nucleo atomico (come ogni massa carica elettricamente e in accelerazione) debba perdere rapidamente energia e, spiraleggiando verso il nucleo, collassare su di esso. Su scala macroscopica ciò si tradurrebbe nel collasso generale della materia!
Su queste eclatanti contraddizioni si innesta l'opera geniale di Einstein (che sostituisce, inglobandola, la meccanica newtoniana) e quella, ancor più spiazzante, dei quantomeccanici (rispetto all'elettromagnetismo di Maxwell).
Einstein pubblica nel 1905 la teoria della Relatività ristretta, che descrive il moto dei corpi (macroscopici) in sistemi di riferimento posti in moto rettilineo uniforme tra loro. Poi, nel 1916, estende questa teoria al caso generale di sistemi di riferimento in accelerazione tra loro: nasce la teoria della Relatività generale.
Per la prima volta nella storia del pensiero umano, lo spazio ed il tempo non sono più concepiti come entità immutabili nelle quali si svolgono i fenomeni della materia e dell'energia, bensì come entità che vengono esse stesse plasmate dalla materia e dall'energia che vi si trovano immerse. Inoltre, lo spazio in generale è curvo (e per esso non vale dunque la geometria euclidea) e la linearità vi è ricompresa come caso particolare a curvatura nulla.
Il tempo non è assoluto e non esiste la contemporaneità. Quest'ultimo aspetto è spiazzante e meraviglioso. Consente infatti di "vedere nel passato": su grandi distanze, la luce che giunge sulla Terra dallo spazio impiega tempi notevoli ad arrivare e dunque ci parla dei tempi e dei luoghi di provenienza. E' il caso ad esempio dell'esplosione di una supernova; o della luce delle stelle lontane, che giunge sulla Terra quando magari la stella non esiste già più come tale.
Il motivo della nostra meraviglia rispetto a ciò è ovvio, poiché distanze così ampie sono fuori della nostra esperienza comune. Alle distanze terrestri, il tempo di percorrenza della luce è brevissimo rispetto alla durata dei fenomeni macroscopici, e la luce ci giunge quasi immediatamente dopo essere stata emessa, così da darci l'illusione che l'immagine sia simultanea all'esistenza dell'oggetto da cui proviene; e che ciò che noi vediamo simultaneamente avvenga davvero nello stesso istante. Ciò è vero solo se sono uguali tra loro le distanze dei due oggetti rispetto all'osservatore.
Quando le distanze si fanno comparabili alla velocità della luce, si crea uno sfasamento rilevante tra il momento dell'emissione della luce (e della radiazione in generale), che coincide con l'esistenza dell'oggetto che la emette, ed il momento della sua rilevazione da parte di un osservatore.
La teoria della relatività di Einstein non è dunque una teoria intuitiva poiché descrive realtà al di fuori dell'esperienza comune e giunge ad alcune conclusioni difficili anche sono da visualizzare (la iperdimensionalità spazio-temporale); conclusioni oltretutto espresse da un formalismo matematico notevolmente complesso (il calcolo tensoriale), la cui risoluzione è per ora approssimata e limitata a casi semplici. La soluzione approssimata delle equazioni di campo di Einstein per il caso generale attende lo sviluppo di calcolatori molto più potenti degli attuali e la soluzione analitica (cioè esatta, effettuata risolvendo le equazioni differenziali) costituisce tuttora una sfida matematica.
Per tutte queste ragioni, Einstein non ebbe mai il Nobel per la Relatività, bensì per lavori, sia pur notevolissimi, molto meno geniali e più comprensibili dalle giurie.
A dispetto della sua osticità, la Relatività è una delle teorie che hanno ricevuto più attenzione e maggiori conferme sperimentali e, ad oggi, non ha ancora ricevuto smentite. E' vero che alcune delle sue predizioni non sono state ancora riscontrate, e tuttavia si tratta di fenomeni (i buchi neri e le onde gravitazionali) la cui entità è prevista al di sotto delle capacità di rilevazione degli strumenti attuali.
Un aspetto davvero straordinario della teoria della Relatività risiede nel fatto che essa delimita gli ambiti della propria stessa validità, ammettendo lacune al proprio interno, le singolarità, cioè condizioni in cui essa cessa di essere predittiva. Si tratta delle situazioni in cui la materia tende ad una densità infinita e lo spazio ad una infinita curvatura. Tale è il momento della nascita dell'Universo, la sua Creazione.... Lì la teoria si ferma.
In condizioni di densità di materia e curvatura spazio-temporale infinite, le distanze tra particelle si riducono fino ad essere comparabili con le dimensioni delle particelle stesse: siamo nel dominio della meccanica quantistica, che la Relatività non contempla.
La teoria della Relatività è infatti una teorica classica, in quanto considera la materia un continuum gravitazionale senza contemplare gli effetti che si manifestano per distanze comparabili con le dimensioni atomiche ed in quanto fornisce predizioni deterministiche anziché probabilistiche. Celebre è, in proposito, la frase con la quale Einstein esprime la propria distanza dalla filosofia acausale e probabilistica che sottende la meccanica quantistica: "Dio non gioca a dadi!".
Einstein era peraltro consapevole della necessità di estendere la Relatività alle altre forze della natura (elettromagnetismo, interazione debole ed interazione forte) ma la formulazione di una teoria unificata è ancora oggi frontiera.
Applicando la Relatività all'Universo considerato organicamente, sono state ottenute teorie cosmologiche che descrivono la storia dell'Universo. La loro definizione richiederebbe però, tra l'altro, la conoscenza del valore medio della densità di materia presente nell'Universo. Al di sopra di questo parametro critico, i modelli cosmologici predicono un progressivo rallentamento dell'espansione dell'universo ed una sua reversione verso un collasso gravitazionale seguito da un nuovo big bang, guidato dalla prevalenza alternata delle forze di espansione e delle forze gravitazionali di contrazione. Al di sotto di questa densità critica, prevarrebbero definitivamente le forze di espansione rispetto a quelle gravitazionali e quindi l'Universo tenderebbe ad espandersi ed a raffreddarsi indefinitamente, senza ciclicità, in quella che è stata definita la morte entropica dell'Universo. Ma il valore di densità critica della materia è ben l0ntano dall'essere determinato. Tra l'altro, molti dati osservativi sembrano richiedere l'esistenza di molta più materia-energia di quelle rilevabili direttamente con gli strumenti attuali: la materia-energia oscure. Ad esempio la velocità dei bracci esterni delle galassie è spiegabile solo se si ammette una massa galattica ben superiore a quella rilevata. Si tratta di questioni aperte che sfidano future generazioni di scienziati.