di Carlo Bernardini

http://www.treccani.it/s

LA STORIA NELLA DIDATTICA DELLA FISICA

L’importanza della storia nella didattica delle scienze
 

di Carlo Bernardini*

Storie e valori culturali
I valori che presiedono alla identificazione della ‘qualità culturale’ delle varie discipline umane sono diversissimi. Di questi valori si è più o meno esplicitamente coscienti; ma nessuno negherebbe che, al momento in cui ci si dedica intellettualmente alla coltivazione di un settore culturale, la scelta sia più spesso guidata da questi valori tacitamente covati che non da considerazioni di convenienza economica: è, se vogliamo usare una parola abusata, la cosiddetta ‘vocazione’. Il romanziere cercherà di produrre eleganza letteraria, il matematico cercherà di produrre razionalità ben formalizzata e inconfutabile, il giurista produrrà ciò che ritiene essere giusto, il biologo produrrà il senso nascosto dei processi vitali e così via. Ma, senza dubbio, il veicolo che tramanda in ciascun settore della cultura proprio l’evoluzione di questi valori che formano un tessuto comune di tanti esseri diversi è la storia di quel settore.
Queste storie sono intrise di episodi, di successi e insuccessi, di personaggi più o meno riconosciuti dal contesto sociale: la cultura stessa si incarna in essi e nella varietà delle loro preferenze e scelte. Ma, quanto alla storia, al fiume del tempo in cui hanno navigato, essa stessa è tutt’altro che uniforme ed equanime: per alcuni settori è un supporto essenziale e rispettato, con dignità pari a quella della disciplina di cui parla narrandone le vicende; per altri settori è un’attività marginale, accessoria e, in qualche modo, resa difficile dal fatto che richiede una doppia competenza, quella strettamente disciplinare insieme a quella storiografica. Il che rappresenta un grave inconveniente, perché apre le porte alla faciloneria: capita che scienziati si improvvisino storici o storici si improvvisino scienziati, con disastrosi effetti sulla attendibilità delle idee soggiacenti. Troppo difficili o, al contrario, banali e occultate dietro irrilevanti vicende umane.

Storia della scienza: evoluzione delle idee.
Dico questo per significare che quello dello storico della scienza è un mestiere veramente difficile, perché deve occuparsi di ‘evoluzione delle idee’ in modo da fare capire quanto il cammino del senso comune, dell’intuizione popolare, sino ai risultati delle scienze moderne, sia stato enorme. Una lettura illuminante è quella del volume Il significato della storia del pensiero scientifico di Federico Enriques, a cura di Mario Castellana e Arcangelo Rossi, edito da Barbieri nel 2004. Per di più, la storia delle scienze, proprio come voleva Enriques, racchiude facilmente in sé l’epistemologia e i rapporti tra scienze e filosofia, senza i quali le scienze stesse apparirebbero assai più estranee al pensiero umano di quanto già non lo siano per ragioni che chiamerò ‘linguistiche’. Che ci sia un problema linguistico è piuttosto ovvio; ma la storia dell’evoluzione dei linguaggi scientifici è uno dei problemi chiave, specie riferendosi ai linguaggi recenti: una buona lettura sarebbe quella di un vecchio libro, che meriterebbe di essere ripubblicato, il Manuale di Critica Scientifica e Filosofica di Richard von Mises, uscito in Italia per Longanesi nel 1950 e mai più ristampato.

Storia della fisica
Ciò di cui più mi intendo è la fisica, con la sua storia. Farò perciò qualche esempio semplice di come la storia può rinforzare l’insegnamento delle teorie fisiche. Per rimanere nei fatti più semplici, ricorderò che nel pensiero antico (Aristotele, in particolare) si trova già chiaramente espresso il fatto che la fisica si occupi di relazioni di causa ed effetto. Questo obiettivo è una buona base per concepire fenomenologie verificabili; purtroppo, sia le cause che gli effetti sono spesso fuorvianti se li si pesca nel senso comune. ‘Mettere in moto’ un corpo, per esempio, produce l’idea che, se la causa è una sollecitazione d’un qualche tipo, l’effetto è la velocità con cui il corpo si muove, superando le resistenze che incontra. Dunque, si cercherà di stabilire una relazione di causa ed effetto in cui una velocità V è determinata da una potenza motrice P corretta per una resistenza R che la contrasta: ma già l’introduzione di questi simboli è un’acquisizione tarda, degli ultimi 300 anni (interessante, su questo tema, il volume Il mondo dentro il mondo, di John Barrow, edito in italiano da Adelphi). Se Aristotele avesse saputo un po’ di algebra moderna, avrebbe proposto una formula in cui la velocità sarebbe stata calcolabile dal rapporto tra potenza motrice e resistenza al moto: V=P/R. Per poi concludere (come fece) che il vuoto non sarebbe stato possibile perché, mandando a zero la resistenza R, la velocità diventerebbe paradossalmente infinita. Già questo è un ragionamento sbagliato (in modo singolare: è la resistenza ad avere un ruolo determinante nel movimento!) oltre che astratto, ma l’idea che la velocità sia l’effetto di una causa è, tutto sommato, molto naturale e spontanea. Come non trovare prodigioso, allora, ciò che scrive Galileo Galilei nella giornata seconda del Dialogo sopra i due massimi sistemi, là dove spiega con ‘l’esperimento pensato’ della nave, che la velocità è un concetto relativo, puramente cinematico; e solo i cambiamenti di velocità possono avere cause sensibili. Ma la parola accelerazione non è ancora nell’uso comune; lo sarà, nella testa dei nostri ragazzi, molti decenni dopo, quando si vanteranno della loro motocicletta e del tempo in cui raggiunge i 100 km/h da ferma, pur avendo, nella loro mente, meno di quel po’ che aveva lo scolastico Simplicio (una grande invenzione di Galileo!). Questo è l’esempio più lampante della comparsa di una svolta di enorme importanza storica nella fisica: non a caso, nei trattati successivi l’intuizione si chiamerà ‘relatività galileiana’.

Dalla fisica classica alla fisica moderna
A mio parere, il successivo passaggio dalla ‘fisica classica’ ottocentesca (elettromagnetismo maxwelliano e meccanica analitica) alla ‘fisica moderna’ (relatività speciale e generale einsteiniana e meccanica quantistica) è assolutamente incomprensibile se non si studiano le idee immediatamente precedenti (etere cosmico, meccanica newtoniana) e il perché del loro fallimento nell’interpretazione dei fenomeni nuovi. Un testo di riferimento di eccezionale valore, tradotto in italiano, è Sottile è il Signore del compianto Abraham Pais, uscito per Bollati Boringhieri; lo stesso Pais ha poi scritto Inward Bound (edito dalla Oxford University Press), un vero capolavoro che in italiano non è uscito e difficilmente uscirà, per la densità di formule invisa ai nostri editori.
Non molto diversa è la situazione per la biologia molecolare, la chimica, la geofisica; ma non si può negare che una difficoltà grave è rappresentata da una certa ripugnanza degli scienziati verso la scrittura non tecnica. Perciò gli storici della scienza dovrebbero avere un ruolo istituzionale non secondario nei dipartimenti competenti, ma sono guardati con sospetto, come dei parassiti, perché gli scienziati hanno il grave difetto di ignorare la propria storia e di vivere solo nel presente, oltre a mostrare qualche insofferenza verso la didattica: la ricerca polarizza ogni risorsa intellettuale ma, quando è inghiottita dalle riviste specializzate, fa quasi come i detriti che stratificano. È per questo che mi capita spesso di insistere sul fatto che, nei corsi di laurea scientifici, la storia dovrebbe essere un corso istituzionale obbligatorio e per tutti; perché chiunque si dedichi a una disciplina scientifica avrà prima o poi occasione di comunicarla se non di insegnarla e, ignorandone la storia, farà la sgradevole parte del semi-analfabeta. Tra l’altro, la storia è in genere assai bene accetta agli adolescenti; è anche un buon veicolo per la divulgazione, uno dei settori letterariamente più scadenti dopo i manuali scolastici.
________________________

*Fisico, professore emerito presso l’Università di Roma “La Sapienza”, ha insegnato presso le Università di Roma e Napoli. Si è occupato di vari ambiti di ricerca ed è autore di testi per le scuole e per l’università. È direttore della rivista di divulgazione scientifica “Sapere”.

Pubblicato il 2/10/2007

Categorie:Didattica della Fisica