Analisi della creazione di una teoria

di Mirko Kulig

Nel 1865 James Clerk Maxwell pone le basi matematiche per la descrizione delle onde elettromagnetiche. Egli raccoglie in una formulazione matematica le osservazioni che erano state fatte. Il fenomeno viene descritto da 20 equazioni differenziali a 20 variabili. Le equazioni fanno utilizzo di un sistema numerico chiamato quaternioni che estende i numeri complessi. Va specificato che lo sviluppo di queste equazioni partiva da una teoria che includeva ancora l’esistenza dell’etere nello spazio quale medium in cui le onde elettromagnetiche si propagano.

Nel 1884 un altro fisico, Oliver Heaviside riformula 12 delle 20 equazioni di Maxwell in 4 equazioni vettoriali a 2 incognite, eliminando 8 equazioni perché ritiene che descrivono fenomeni arbitrari. Queste 4 equazioni sono ancora oggi chiamate Equazioni di Maxwell, anche se sono una derivazione solo parziale del suo lavoro. Queste equazioni fanno parte delle fondamenta delle teorie di elettrodinamica classica, ottica classica e dei circuiti elettrici (si usa il termine “classico” perché oggi ci sono anche le teorie quantistica e relativistica).

Nel 1887 poi, gli scienziati Albert Michelson e Edward Morley fanno un esperimento che viene considerato la prova definitiva dell’inesistenza dell’etere.

Vi sono altri che sostengono che le teorie di Einstein formulate in seguito mostrano come gli esperimenti di Michelson e Morley non dimostrino nulla. Sono però una minoranza.

Oggi utilizziamo le equazioni di Maxwell che derivano da un lavoro originale molto più ampio e complesso e che partiva da un presupposto (l’esistenza dell’etere) che poi in seguito è stato confutato. Persone molto più esperte di me in fisica di questo genere, ritengono che con l’eliminazione da parte di Heaviside di 8 equazioni dall’originale formulazione di Maxwell, si siano eliminati tutta una serie di potenziali fenomeni dalla possibilità di essere osservati e compresi nella loro natura[1]. L’eliminazione dell’esistenza dell’etere dal modello elettromagnetico intacca uno dei concetti filosofici vigenti quando è nata la formulazione originale di Maxwell.

Senza esprimere giudizi in merito alla validità delle equazioni e delle teorie, questo processo di creazione di una teoria appare per lo meno un poco confuso.

Condizioni simili le incontriamo anche in altre discipline della conoscenza scientifica. In paleontologia ogni nuovo ritrovamento di fossili può modificare parti della teoria complessiva.

Non si critica qui la legittimità di affinare la teoria con l’apparire di nuove prove, ma la convinzione, precedente alla nuova prova, che la teoria fosse completa e definitiva.

Questo si distingue dal giusto rigore scientifico in quanto ogni nuova prova andrebbe analizzata e valutata senza preconcetti. Si ammette oggi che certe teorie non spiegano tutto, o che non sono definitive, ma non si valutano positivamente nuove prove che non si inseriscono direttamente nelle teorie esistenti.

Se uno scienziato si presenta con esperimenti ripetibili che mostrano fenomeni non contemplati dalla teoria, deve fornire anche una teoria alternativa (già questo è discutibile perché un fenomeno ripetibile rimane un fatto anche se non spiegato). Se la teoria che lo scienziato fornisce si discosta troppo dalla teoria ufficiale, la prova viene semplicemente dimenticata o considerata falsa. Gli scienziati nominati nel capitolo “Scienziati poco conosciuti” sono esempi di questo genere.

In questa situazione di confusione, il goetheanismo ci viene in grande aiuto. Finché le nostre conclusioni si limitano a quanto osserviamo, non possiamo sbagliare. Ma nel frattempo i ragazzi imparano un metodo veramente scientifico.

Con questi esempi non voglio dire che le teorie vigenti oggi siano tutte sbagliate e non debbano essere insegnate.

Appare comunque chiaro che non sono definitive nella maggior parte dei campi della scienza.

La cautela nel presentare queste teorie quali verità è quindi d’obbligo.

Non ho fatto troppi pensieri sulle classi XI e XII, ma penso che sicuramente fino alla VIII classe non si debbano insegnare teorie che non possano essere direttamente derivate dall’esperienza dell’allievo. Se poi nelle classi alte si vogliono introdurre teorie ufficiali non direttamente derivabili dalla percezione, vanno per lo meno inquadrate chiaramente quali teorie e modelli matematici e non come fatti definitivi e verità assolute. Questo è particolarmente importante per quelle teorie che si scontrano direttamente con la realtà percepita (per esempio mondo grigio in teoria, mondo colorato nell’esperienza).

[1]     Thomas Bearden Energy from the vacuum