Le basi scientifiche della biodinamica

Una panoramica su alcuni principi della fisica classica e moderna in relazione al lavoro craniosacrale

di Maurizio Costa

"Molti concetti fondamentali della scienza sono essenzialmente semplici, e possono, di regola, essere espressi in un linguaggio accessibile a chiunque"

Albert Einstein

Introduzione

Molte volte sentiamo parlare di meccanica quantistica, relatività, campi, e tanti altri nomi che provengono dalla fisica e da altre scienze; termini che possono essere poco capiti e a volte risultare addirittura avvolti nel mistero: molto fascino, ma poca comprensione. Senza la pretesa di spiegare tutto vorrei fare un po' di luce su alcuni di questi argomenti, cercando usare un linguaggio molto semplice in modo da rendere accessibili alcuni principi fondamentali della scienza moderna. A volte gli elementi base sono semplici, come dice Einstein nella citazione all'inizio, e proprio per questo possono essere compresi nella loro essenzialità. Quanto di seguito non costituisce pertanto una trattazione e non ha quindi pretesa di completezza, ma solo l'obiettivo di cercare di chiarire alcune cose di cui magari si sente parlare, ma che rimangono non "capite". Sono convinto che molte di queste cose possono essere comprese nei loro principi base da tutti, permettendo così di sapere un po' di più su di "cosa" si sta parlando quando si usano certi termini. La comprensione inoltre dei principi base può costituire un notevole aiuto nella comprensione e nell'ascolto di quanto accade durante un'esperienza di craniosacrale.

Scienza e spiritualità.

Potrebbe sembrare strano abbinare scienza e spiritualità, ma in realtà sono convinto che si tratta soltanto di punti di vista, spesso deformati da credenze e scuole di pensiero, a volte lontane dalla realtà oggettiva e al servizio di interessi vari. Esplorare quindi quelle che possono essere le connessioni, i collegamenti, le relazioni, i punti di incontro, tra il pensiero scientifico, da un lato, e le più ardite espressioni di ciò che possiamo chiamare spiritualità, ha esercitato da sempre per me un enorme attrazione ed un grandissimo fascino. Ritengo che alla fine si tratti solo di schematizzazioni che introduciamo noi stessi, una sorta di modelli a cui facciamo riferimento. I fenomeni sono lì, e non cambiano a seconda di ciò che pensiamo di essi, hanno una loro realtà oggettiva. Non cambiano, ma quello che cambia è la rappresentazione che noi facciamo di essi, usando il nostro pensiero, per costruire quella che diviene poi la "nostra realtà". Nel corso del tempo, in qualche maniera, spiritualità e scienza sono state sempre più differenziate, mentre in tempi più antichi erano quasi una sola espressione. Sono molto più vicine di quanto si possa credere: con le più recenti scoperte si sta assistendo ad un ritorno alle antiche rappresentazioni, la nostra modernità ed i progressi fatti ci portano verso una maggiore integrazione ed unificazione di questi due aspetti apparentemente così diversi. L'approccio scientifico, di per se stesso, se applicato con reale "scientificità", non diventa un processo riduttivo, ma un utile metodo per andare più a fondo nella comprensione del mondo. Se invece ne facciamo uno strumento al servizio delle nostre opinioni, delle nostre idee, e quindi alla fine del nostro ego, allora sicuramente dà luogo a separazione, chiusura, incomprensione. Questo vale per tutto ciò che facciamo, per tutte le forme delle nostre azioni. Nel momento in cui riusciamo ad essere assolutamente neutri nella nostra scoperta del mondo, ovvero a effettuare una osservazione oggettiva, senza "perturbare" con il nostro ego, allora possiamo veramente conoscerlo e comprenderlo; viceversa diventa, a vari livelli, una proiezione di quello che noi pensiamo di essere. Lo stesso discorso si può applicare anche alla spiritualità. I meccanismi sono molto simili. Non sto cercando di dare soluzioni facili, ma semplicemente ritengo che non esista una totale diversità tra scienza e spiritualità, e che possiamo avere le due visioni insieme senza quelle diversità che spesso sono state dettate dalle idee degli uomini e non dallo studio dei mondi così come sono. È un po' come il principio di sovrapposizione della meccanica quantistica, che vedremo più avanti.

Fisica classica e fisica moderna

Con l'avvento della meccanica quantistica, e di tutte le scoperte successive, si apre l'era di quella che viene detta fisica moderna, all'incirca agli inizi del ‘900. Con la fisica classica abbiamo a che fare con fenomeni macroscopici, con la fisica moderna allarghiamo il nostro campo fino a comprendere il livello microscopico, dove le leggi classiche non funzionano più e vengono sostituite dalle leggi quantistiche. Se stiamo al livello macroscopico le leggi quantistiche non funzionano e si torna di nuovo alle leggi classiche. Per microscopici si intendono quei fenomeni che avvengono a scala molto ridotta, in cui le dimensioni sono molecolari, atomiche, fino ad arrivare agli elementi costituitivi degli atomi e delle particelle sub-atomiche. La fisica classica funziona benissimo per moltissimi fenomeni ed i risultati ottenuti con le sue leggi sono stupefacenti: siamo andati nello spazio e sulla luna, possiamo prevedere fenomeni e descriverne altri in maniera precisa, più tantissimi altri esempi. Sempre parlando di scale diverse da quelle a cui siamo abituati, oltre al'immensamente piccolo, c'è l'immensamente grande: si apre la strada a quella branca della scienza nota come cosmologia, dove si studiano fenomeni che coinvolgono la nascita e l'evoluzione dell'universo e degli oggetti cosmici come le galassie, le stelle, i pianeti, più oggetti nuovi come i quasar, i buchi neri, le stelle di neutroni. Ma come enunciato da Ermete Trismegisto con la sua famosa "come in basso così in alto", sembra che ci sia una forte dipendenza delle sorti dell'universo dalle caratteristiche di una delle particelle più elusive, più difficili da rivelare proprio perché neutra, con massa nulla o molto piccola, che vedremo più avanti.

Max Planck

Agli inizi del ‘900 per spiegare alcuni fenomeni che con le leggi della fisica classica davano risultati errati, un geniale fisico, Max Planck, ricorse ad un artificio per giustificare il comportamento della radiazione del corpo nero. Se prendiamo un'ipotetica scatola nera, nera in modo che tutta la radiazione incidente, ovvero che la colpisce, viene assorbita, al contrario del bianco che riflette quasi tutta la radiazione (pensate alle case dei luoghi più caldi sono in genere bianche, d'estate ci vestiamo di colori chiari per stare più freschi, mentre i colori scuri si usano per stare più caldi), e da un lato pratichiamo una fenditura e mandiamo sempre radiazione verso la fenditura, tutta la radiazione che entra verrà assorbita dalle pareti del "corpo nero" che man mano si scalderà sempre di più, alzerà la sua temperatura e comincerà ad emettere a sua volta radiazione con una frequenza direttamente proporzionale[1] alla temperatura stessa, a cui corrisponde la frequenza della radiazione. Secondo le leggi della fisica classica (legge di Rayleigh-Jeans sulla radiazione) ad un certo punto si arriverebbe ad una divergenza[2], ed a valori molto bassi avremmo che la nostra scatola dovrebbe emettere comunque radiazione. La verifica sperimentale ci mostra invece un valore che dipende dalla temperatura: se è zero gradi Kelvin 0°K (in fisica in genere si usa indicare la temperatura in gradi Kelvin (K), dove lo zero è lo zero assoluto, che in gradi Celsius (C) corrisponde a -273,14ºC, mentre il nostro zero Celsius, temperatura di congelamento dell'acqua, diventa +273,14ºK) non si ha radiazione, ed al crescere della temperatura si ha una radiazione che dipende dalla frequenza.

Quanti

Come dicevo prima per spiegare questo Max Planck formulò una legge che introduceva l'idea che l'energia fosse quantizzata, ovvero che non si possono avere valori continui di energia, ma che questi valori corrispondono ad intervalli definiti e precisi. Ad esempio immaginiamo di ruotare la manopola del volume di uno stereo, man mano che la ruotiamo il volume di ascolto aumenta (è direttamente proporzionale alla rotazione) e possiamo regolarlo come più ci piace. Se invece il volume di ascolto fosse quantizzato avremo che mentre ruotiamo la manopola il volume aumenta a scatti, prima zero, poi molto basso, poi basso, medio, alto, senza valori intermedi. Planck inoltre, per sua stessa ammissione, disse che aveva introdotto dei valori quantizzati per l'energia come artificio per far tornare i conti. Con questa legge infatti i conti tornano con i risultati sperimentali. In seguito con la meccanica quantistica si fornirà l'apparato matematico ed anche la teoria per descrivere questo comportamento. Capita spesso in fisica e nelle scienze in generale di fare ipotesi per "far tornare i conti", e poi scoprire in seguito che l'ipotesi è veritiera. Da questo momento si apre il capitolo della fisica moderna.

Radiazione

Per radiazione molto in generale si intende il diffondere nello spazio intorno a sé qualcosa, che sia una campo (vedi Campo) o degli oggetti. Qui si parla di radiazione e per essere più precisi di radiazione elettromagnetica. Fino alla prima metà del 1800 si riteneva che elettricità e magnetismo fossero fenomeni separati. Con Oersted si ebbero le prime verifiche che invece sono strettamente uniti. Dovremo aspettare Maxwell per la formulazione delle leggi dell'elettromagnetismo, che, anche se non quantistiche, funzionano perfettamente. Maxwell fa un primo processo di unificazione in cui elettricità e magnetismo vengono uniti, e descrive tutto ciò con le quattro leggi. Quindi quando si parla di radiazione si parla degli effetti del campo elettromagnetico. Cosa si intende per campo lo spiegheremo più avanti. La cosa importante è imparare come descrivere le onde.

[1]Dire che qualcosa è direttamente proporzionale a qualcos'altro significa dire che se aumenta o questo provoca anche l'aumento corrispondente di ciò che è in relazione. Di quanto aumenta viene espresso dalla formula derivata dalla legge utilizzata: ovvero è "in proporzione". Se viceversa diminuisce allora si avrà la corrispondente diminuzione delle grandezze in relazione. Quando invece abbiamo qualcosa che è inversamente proporzionale allora abbiamo che ad un aumento corrisponde una diminuzione, e ovviamente ad una diminuzione otteniamo un aumento.

[2] Divergenza: quando una grandezza o il risultato di una formula o di una equazione tende all'infinito, ovvero vediamo che tende a valori sempre più elevati, si dice che la grandezza o la formula diverge. Se al contrario tende ad un valore finito si dice che converge.

Onde

Innanzi tutto quando si parla di onde è necessario conoscere quale è il mezzo di propagazione, ovvero in che modo esse vengono trasmesse, e quale è la velocità con cui si propagano in quel mezzo. Per esempio le onde acustiche (il suono) vengono trasmesse con l'aria. Se non c'è aria non sentiamo più niente. In molti film si vedono battaglie nello spazio siderale con abbondanti effetti sonori: è un errore poiché nello spazio il suono non si può propagare; solo all'interno di navi spaziali pressurizzate, con una loro atmosfera quindi, si possono sentire suoni. La radiazione elettromagnetica invece può anche viaggiare nello spazio siderale, senza un mezzo trasmissivo, e va, guarda caso, alla velocità della luce. In questo "spazio" non c'è niente di materiale, se non rarissime particelle di pulviscolo, e una radiazione di fondo scoperta di recente che si crede sia un residuo del "big bang" iniziale. La radiazione elettromagnetica può viaggiare in questo spazio, e la dimostrazione è che possiamo vedere stelle e galassie la cui luce arriva da lontanissimo. Da un po' di tempo si sta riprendendo in esame l'ipotesi dell'etere. Tempo fa si riteneva che l'etere fosse il supporto per trasmettere le onde elettromagnetiche, alcuni studiosi stanno provando a rivedere questa ipotesi.

Onde: lunghezza d'onda e frequenza

Una volta conosciuta la velocità di trasmissione possiamo utilizzare una semplice formule che ci dice che questa velocità è uguale alla frequenza per la lunghezza dell'onda: v = f * l (* è il segno di moltiplicazione che viene per non confondersi con la "x" che spesso indica delle variabili; spesso si trova anche il punto messo tra le due variabili come segno moltiplicativo). La frequenza indica quante oscillazioni avvengono in un secondo (che è l'unità di tempo), mentre la lunghezza d'onda indica la lunghezza da cresta a cresta dell'onda in esame. Nei testi scientifici la frequenza si indica con la lettera greca ν, e la lunghezza d'onda con λ. Poiché la velocità è fissata se aumentiamo la frequenza diminuirà la lunghezza d'onda e viceversa, ovvero sono inversamente proporzionali (vedi nota 1).

Spettro elettromagnetico

Tutte le possibili frequenza per esempio della radiazione elettromagnetica costituiscono il cosiddetto "spettro" elettromagnetico. In questo spettro la zona del "visibile" (i colori dell'arcobaleno, dal rosso, frequenza più bassa, al violetto, frequenza più alta) occupa un esiguo spazio. È interessante notare come i nostro occhi siano specializzati a "vedere" in un range (termine tecnico per definire un intervallo di valori) di frequenza che corrisponde molto bene al range di frequenza del nostro sole. Se aumentiamo la frequenza, oltrepassiamo il visibile, andiamo nell'ultravioletto, con ovvio significato della parola. E così via nei raggi X, quello utilizzati per le radiografie, fino ai raggi γ: frequenze elevatissime e lunghezze d'onda estremamente piccole. Viceversa se andiamo a frequenze più basse, abbiamo l'infrarosso (è chiaro perché si chiama così?), le microonde, quelle dei forni, a microonde per l'appunto, e dei cellulari, scendendo ancora le onde televisive, le onde radio, fino ad arrivare alle onde lunghe e lunghissime. Qui il significato passa alla controparte della frequenza, la lunghezza d'onda: siamo a frequenze molto basse e quindi le lunghezze d'onda si "allungano" di conseguenza.

Ancora onde

Un'altra caratteristica importante per le onde è la loro tipologia. Abbiamo due tipi di onde: quelle trasversali e quelle longitudinali. Le onde acustiche sono longitudinali: pensate ad una molla che si comprime e si dilata, così funzionano le onde acustiche e tutte quelle longitudinali in genere. Le onde trasversali invece si comportano come quando fate oscillare una corda tenendola per i due capi. Le onde elettromagnetiche sono trasversali. Una importante caratteristica delle onde trasversali è che si possono "polarizzare". Vuol dire che oscillano tutte secondo una certa direzione. La luce normalmente non è polarizzata, oscilla in tutte le direzioni. Se però si riflette su qualcosa, allora la luce riflessa diventa polarizzata. Se utilizziamo degli speciali filtri detti polarizzatori possiamo addirittura vedere diminuire fortemente queste onde riflesse polarizzate. Se pensate agli occhiali "polaroid", sono costituti da questi filtri che eliminano i riflessi. Se però provate a ruotare le lenti di 90° vedrete ricomparire tutti i riflessi. Questo dimostra che la luce polarizzata ha una direzione di vibrazione.

Cambiamenti di paradigma

Il paradigma per definizione costituisce un modello rappresentativo di qualcosa. Così abbiamo paradigmi per descrivere varie rappresentazioni in varie modalità. Nel nostro caso ci riferiamo ai paradigmi che sono stati adottati in fisica per spiegare ed abbracciare delle tipologie di fenomeni. Vedremo come, nel corso dello sviluppo della scienza, alcuni di questi paradigma sono stati radicalmente cambiati, per comprendere in sé le nuove scoperte e le nuove conoscenze acquisite. Nei capitoli successivi vedremo i principali paradigmi ed i loro significati essenziali.

Meccanica classica - Newton

• Spazio e tempo assoluti
• Processo di misurazione controllabile

 

Con Newton siamo in piena fisica classica e il paradigma adottato è quello classico, già introdotto nei paragrafi precedenti. Con questa visione la scienza può spiegare tutto ciò che è fisico, e ciò che ancora non è spiegato e non ha leggi che ne descrivono il funzionamento sarà spiegato appena saranno noti tutti i parametri. Gli argomenti base sono che lo spazio e il tempo sono assoluti, e il processo di misurazione è controllabile. Ovvero abbiamo delle lunghezze (lo spazio) che sono quelle, rimangono costanti, ed un tempo universale uguale per tutti ed invariabile. Questo conduce al determinismo scientifico: possiamo conoscere e prevedere tutto di un evento, se abbiamo le leggi e i parametri che lo governano. Questo paradigma è alla base di tutta la fisica classica.

Relatività - Einstein

• Spazio e tempo non sono più assoluti

 

Con il genio di Albert Einstein si apre uno dei capitoli più diffusi della fisica: la teoria della relatività. È uno degli argomenti prediletti di divulgazione non solo per l'interessa scientifico insito in essa, ma per le notevoli conseguenze che ci hanno tanto affascinato. Il paradigma newtoniano comincia a vacillare e si allarga per dare posto a quello relativistico: spazio e tempo non sono più assoluti! Non c'è un orologio universale ma infiniti orologi diversi a seconda di chi li sta usando. Inoltre lo spazio subisce delle variazioni a seconda della velocità con cui viaggia il sistema di riferimento di chi sta effettuando l'osservazione. Anzi più aumenta la velocità più è grande questa variazione. È la cosiddetta dilatazione dello spazio e del tempo. Esiste però un limite: la massima velocità raggiungibile è quella della luce (della radiazione elettromagnetica quindi). Einstein fissa questo valore; vedremo che con i fenomeni di non-località ci siano delle incongruenze con questo dato. La relatività di cui ho accennato qui è quella definita "relatività ristretta", ed esiste anche una relatività speciale, che tratta degli aspetti della gravitazione e della geometria spazio-temporale.

Paradosso dei gemelli

È un esempio molto citato per descrivere gli effetti della relatività. Se abbiamo due gemelli, ed uno di essi viene fatto salire su un'astronave che lo porta a viaggiare nello spazio, a velocità molto elevata, e poi tornare indietro, mentre l'altro rimane sulla terra, quando si incontreranno quello che è rimasto sulla terra sarà più vecchio di quello che ha viaggiato. L'invecchiamento sarà maggiore se la velocità sarà stata ancora più elevata, vicina a quella della luce. Se i valori di velocità sono bassi, allora le differenze di età, pur esistendo, saranno talmente piccole da essere trascurabili. Questo paradosso ha moltissime verifiche sperimentali utilizzando delle particelle: misurando i tempi di decadimento di particelle quelle che vengono fatte viaggiare a velocità prossime a quelle della luce hanno tempi più lunghi. Va fatto notare, a questo punto, che tutto questo vale per l'osservatore che rimane sulla terra con il gemello, per il gemello che viaggia il tempo non subisce variazione. Esiste quindi un tempo soggettivo mentre sparisce il concetto di tempo oggettivo, universale. Ed insieme a questo anche lo spazio, inteso in senso geometrico, diventa "relativo": anche le lunghezze subiscono variazioni in funzione della velocità.

Meccanica Quantistica

• Mondo discreto (quanti)
• Processo di misurazione non controllabile

 

Ai primi del 1900 una serie di fenomeni non riusciva ad essere contemplata dal modello classico. Con una serie di geniali intuizioni abbiamo visto Planck riformulare le leggi di radiazione introducendo la quantizzazione dell'energia. Ovviamente non è solo l'energia ad essere quantizzata, ma anche altre variabili che sono tra di loro legate, come la quantità di moto per esempio. Il paradigma introdotto dice che la realtà, a livello molto piccolo, è discreta (vuol dire che ha valori discontinui). Inoltre per rappresentare cosa fa una grandezza in esame si ricorre alla "funzione d'onda": essa dà la probabilità che, ad esempio, una particella stia da qualche parte, o abbia una certa energia e costituisce l'equazione d Schrödinger e di Dirac. Entra nella fisica il concetto di osservatore. La MQ afferma che finché non c'è un'osservazione del fenomeno abbiamo solo una probabilità di accadere dello stesso. Quando effettuiamo l'osservazione è cose se avvenisse una scelta dei possibili valori, che fissa un valore che "osserveremo". Fino a che non osserviamo, potenzialmente abbiamo una serie di valori e non possiamo prevedere quale si manifesterà. Con l'osservazione è come se il sistema collassasse in un valore specifico. Questo apre a incredibili possibilità. È opportuno segnalare che ancora oggi questo fatto non è spiegato completamente. Esistono tuttora numerose interpretazioni della MQ, la più classica è quella dei suoi formulatori iniziali, Heisenberg e Bohr, detta Scuola di Copenhagen.

Dualismo onda particella

Con la MQ assistiamo ad una serie di fenomeni che sono molto diversi dalla nostra realtà ordinaria e dal nostro senso comune. Uno dei più noti è quello del dualismo onda particella. Se prendiamo una sorgente di luce ad esempio e facciamo passare i suoi raggi attraverso due fenditure, vediamo sullo schermo dietro le fenditure una figura di interferenza caratteristica delle fenomeni ondulatori delle onde quindi. Potete provare con le onde in una vasca. Se invece otturiamo una fenditura vediamo solo la linea luminosa della fenditura, effetto imputabile a delle particelle. Quindi abbiamo la verifica sperimentale che a volte la luce si comporta come un'onda, ed a volta come costituita da particelle. Gli effetti cambiano a seconda di come impostiamo l'osservazione, e quindi la percezione di essa. In realtà la luce è tutte e due le forme e diventa ai nostri occhi, anzi ai nostri strumenti di rilevazione, onde o particelle. Ancora oggi questo paradosso è rimasto insoluto, e costituisce uno degli elementi base della MQ.

Principio di indeterminazione

Secondo questo principio, enunciato da Heisenberg, non è possibile conoscere contemporaneamente e con precisione assoluta la velocità e la posizione di un particella, oppure la sua energia e quantità di moto (la quantità di moto, indicata con p, è uguale alla massa per la velocità: p=mv). Stiamo aggiungendo al paradigma la indeterminazione: il mondo non è misurabile a piacere, non possiamo avere le nostre grandezze tramite leggi deterministiche

Paradosso EPR

Einstein, insieme a Podolsky e Rosen, progettò un esperimento, detto EPR dalle iniziali degli autori, per verificare l'assunzione che la velocità della luce è il limite di velocità di trasmissione di tutti gli eventi. Secondo l'interpretazione della meccanica quantistica due particelle che hanno interagito rimangono in qualche maniera modificate, il termine che si usa è "entangled", "intrecciate". Quello che succede è che se una varia il suo stato l'altra è come se percepisse istantaneamente la variazione: è come se l'informazione viaggiasse a velocità infinita. Il termine entangled rende l'idea che le particelle rimangono in qualche modo connesse tra di loro, è come se sapessero in ogni momento cosa sta facendo l'altra. Questa cosa ad Einstein non piaceva, ma gli esperimenti fino ad ora confermano questo. Non si sa perché, ma si sa che le particelle "sentono" gli effetti a distanza e nello stesso istante. Forse nella nostra esperienza di lavoro, con il craniosacrale, e magari anche in altre situazioni, abbiamo a volte sperimentato qualcosa di simile? Per spiegarlo sono state adottate varie teorie, delle quali la più classica è quella della già citata scuola di Copenhagen.

Principio di sovrapposizione

Per capire meglio questo principio, un altro dei principi base della MQ, introdotto nel paragrafo sulla MQ, è meglio spiegare prima il concetto di "stato quantico". In MQ lo stato quantico è la rappresentazione di una delle possibili configurazione di una particella, o di un'onda (dualismo onda particella) in cui possiamo rilevarla. Le particelle hanno una serie di caratteristiche come la carica elettrica e lo spin[3] per esempio, così come una persona potrebbe essere identificabile secondo certe sue caratteristiche come il nome, la forma del viso, l'età, il sesso, ecc. Tutte queste informazioni costituiscono lo stato quantico della particella, o lo stato identificativo della persona. Il principio di sovrapposizione dice che una particella, o un'onda, sui può trovare in molti stati, ce esistono contemporaneamente e sono "sovrapposti", e nel momento in cui la rileviamo, facciamo la "misura" e quindi l'osservazione, uno solo di questi stati si manifesterà. Non possiamo prevedere quale sarà ma abbiamo soltanto una probabilità di manifestazione calcolabile tramite la funzione d'onda dell'equazione di Schrödinger e di Dirac.

[3] Per spin (trottola in inglese) si definisce il momento angolare intrinseco, ovvero la sua rotazione intorno al proprio centro. In MQ lo spin è il momento angolare intrinseco associato alla particella. Momento angolare = in maniera molto semplificativa la forza che si sente facendo ruotare un corpo.

Caos

• Elimina la prevedibilità deterministica (Laplace)

 

Per capire meglio dobbiamo definire cosa è un sistema statico ed uno dinamico. Un sistema statico non varia nel tempo, mentre un sistema dinamico è variabile nel tempo. Andiamo allora a vedere che un sistema dinamico è "caotico" se

• 1. può variare moltissimo a seconda delle condizioni iniziali, ovvero di cosa succede al momento i cui iniziamo a effettuare l'osservazione del sistema stesso;
  2. non è possibile prevedere cosa accadrà con assoluta certezza;
  3. tende ad assumere una situazione stabile anche se molto variabile.

Con l'ultima caratteristica si introduce l'"attrattore". Esiste un modo per tracciare graficamente l'evoluzione di un sistema in uno spazio che si definisce "spazio delle fasi" in cui ciò che accade diventa una traccia in questo grafico. Questa traccia nella descrizione di fenomeni inerenti il caos prende il nome di attrattore, perché si vede che forma una figura in cui queste varia tracce descrittive dei movimenti dell'oggetto di esame, anche se di volta in volta diverse, tendono a ricadere in un certo insieme di valori. La figura rende meglio l'idea. A seconda dei casi poi si potranno trovare vari tipi di attrattori, ma il concetto da tenere presente è che nel caso di un sistema caotico non possiamo sapere cosa farà esattamente ma possiamo prevedere ce seguirà un comportamento "entro certi limiti". Questi limiti sono gli estremi dell'attrattore, se vogliamo utilizzare n linguaggio un po' più matematico. Un tipico esempio della teoria del caos è quello della farfalla: un battito di ali di una farfalla può provocare un uragano in un'altra parte del mondo. È un famoso esempio della dipendenza dai fattori iniziali che possono essere anche molto piccoli e apparentemente insignificanti. Altri esempi che possiamo vedere tutti i gironi sono la forma delle nubi, la linea frastagliata della costa, una goccia di liquido che si espande nell'acqua, le evoluzioni del fumo di una sigaretta, tanto per citarne alcuni di facile sperimentazione. I ognuno di questi casi sappiamo cosa succederà ma on possiamo dare gli esatti modi di svolgersi del fenomeno; possiamo però dire cosa accadrà, indicare cioè il range dei possibili valori: questo è l'attrattore. Storicamente la prima stesura di questa teoria fu fatta nel tentativo di creare un modello per le previsioni meteorologiche.

Il Modello Standard

Questo modello, tuttora in vigore, descrive sia la materia che le forze dell'universo. Con questa teoria si riesce a descrivere tutta la materia (nota) sulla base di alcune particelle e sulle interazioni fondamentali. L'obiettivo degli scienziati è quello d trovare una generalizzazione delle leggi e di arrivare ad una unificazione delle stesse: una unica base da cui poi ricavare tutto il resto. Vedremo nel capitolo sulla "teoria del tutto" come questa sia la più recente interpretazione. Il principio base del modello standard è che esistono particelle "mattoni", costituenti fondamentali di tutta la materia nota, e particelle mediatrici delle forze. Tutte le interazioni avvengono scambiando queste particelle mediatrici. Ma prima di passare alla descrizione di queste interazioni è necessario aggiungere che la nostra conoscenza di esse è puramente descrittiva. Mi spiego meglio: sappiamo descrivere cosa succede quando entrano in azione, ma non ne sappiamo assolutamente niente sulle cause e sulla natura di fondo, sul perché ci sono e perché i loro effetti, ovvero quello che siamo in grado di descrivere, siano proprio questi. La gravità c'è, e il fatto che siate seduti o in piedi mentre leggete queste parole, e non stiate fluttuando nell'aria ma ben piantati per terra, o sulla sedia, testimonia che "funziona". Ma sul perché ci sia e perché abbia delle precise leggi che la governano possiamo fare solo delle supposizioni e proporre dei modelli ipotetici: fino ad oggi non abbiamo ancora risposte ai "perché", soltanto ai "come". Anche l'elettromagnetismo è ben conosciuto: oggi siamo letteralmente invasi da oggetti che funzionano tramite l'elettromagnetismo: cellulari, televisori computer, e la lista è enorme. Potete a questo punto pensare che se non ne sappiamo niente nulla vieta che ci siano altri tipi di interazioni: in effetti potrebbe essere così, probabilmente è solo un problema di strumenti di rilevazione per poter scoprire qualcosa di più. Vedete allora come in realtà l'obiettivo sia quello di trovare gli elementi in comune in modo da poter dire: ah si, queste interazioni, queste forze sono aspetti di una unica forza base. Intere generazioni di scienziati ci hanno lavorato e ci stanno ancora lavorando, ma c'è ancora molto lavoro da fare. Un altro punto moto importante riguarda proprio gli strumenti di rivelazione, il modo con cui "percepiamo" qualcosa. Per poterlo fare dobbiamo servirci di qualcosa che abbia caratteristiche simili a cosa dobbiamo rivelare. Per esempio per misurare la temperatura uso un termometro, per la lunghezza un metro, e non farei l'inverso. Quando si arriva ad argomenti di cui sappiamo ancora ben poco, è anche difficile progettare degli esperimenti che possano portare a nuove conoscenze. Nel caso per esempio dello studio della coscienza il problema è che gli strumenti di rivelazione sono le coscienze stesse, per cui quando si saprà un po' di più su queste potremo andare avanti anche in altre direzioni con la scienza.

Le quattro forze fondamentali

Tutto quello che oggi è conosciuto e ufficialmente "scientifico", può essere descritto in termini di una di queste quattro forze fondamentali (e scopriremo fra poco come in realtà siano tre, e poi solo due!). Ma andiamo un po' per volta. Innanzi tutto è meglio usare un altro termine al posto di "forza"; questa parola richiama subito qualcosa tipo sforzo muscolare, o l'uso di un sistema meccanico, o una azione in cui entrano delle associazioni che siamo abituati a collegare con "forza". Il termine che meglio si adatta è "interazione": "azione tra" due (o più) agenti. Con la parola interazione possiamo intuitivamente allargare il campo non solo alle forze "meccaniche" (muscoli, macchine), ma anche ad altri tipi appunto di "interazione". Inoltre, e più avanti spiegheremo perché, ogni interazione ha un "mediatore", ovvero una particella che è il portatore delle informazioni sull'interazione stessa, che quando entra in relazione (interagisce) con la particella interessata produce l'effetto dell'interazione stessa.

Campo

Questo effetto, citato al termine del paragrafo precedente, viene descritto molto bene dal concetto di "campo". Il campo è quella porzione di spazio in cui si "percepiscono" gli effetti di qualcosa, ed è applicabile a tutte le interazioni note, così come ad un gran numero di esperienze che possiamo provare comunemente: pensate al campo di relazione che si crea tra operatore e cliente nel craniosacrale. In questo modo ogni volta che si parla di interazione, di percepire qualcosa, di mandare segnali e quindi informazioni,, si ha a che fare con un "campo". La fisica ci aiuta molto fornendoci tutto un apparato per poter misurare e prevedere gli effetti dei campi. Ci dice inoltre come gli effetti del campo variano in funzione della distanza (vedi Come l'inverso del quadrato della distanza). Ricordiamo però che noi siamo abituati a considerare lo "spazio" come quello della nostra geometria comune: le tre coordinate più il tempo; ma molto probabilmente esistono molte altre dimensioni (vedi paragrafo Stringhe), che magari non hanno le caratteristiche a cui siamo abituati come le lunghezze ed i tempi, ma, appunto, delle "geometrie" diverse, dove per geometria intendo le modalità di misura con cui in qualche maniera descriviamo "qualcosa". Inoltre secondo l'interpretazione più attuale della fisica, gli "effetti" di questo campo sono causati, o possiamo dire meglio "portati", da particelle mediatrici che sono quindi le responsabili del "sentire" il campo. Vedremo come nella classificazione delle forze fondamentali, ognuna di esse abbia una sua particella mediatrice, il portatore degli effetti del campo. Con la rivelazione di eventuali altre modalità di interazione si potrebbe espandere questa descrizione e ipotizzare l'esistenza di altri mediatori di campi. Forse c'è un mediatore del campo di relazione... Gli effetti dei campi possono essere ondulatori, variare come un'onda, ed infatti quando percepiamo per esempio il campo elettromagnetico, diciamo che stiamo ricevendo u'onda luminosa, radio, X, a seconda della frequenza. Dobbiamo anche aggiungere gli effetti del campo per i fenomeni non locali. Ci sono dei fenomeni che avvengono violando apparentemente le leggi di propagazione delle informazioni del campo. Particelle che "sentono" le variazioni della particella compagna (Entangled vedi Paradosso EPR) anche se stanno dall'altra parte dell'Universo. Questi fenomeni sono detti "non locali". Il campo in questi casi assume forme e geometrie assolutamente misteriose.

Allora tornando al punto di partenza possiamo dire che allo stato attuale delle nostre conoscenze siamo in grado di descrivere quattro tipi di interazioni fondamentali. E precisamente:

• Interazione gravitazionale
• Interazione elettromagnetica
• Interazione forte
• Interazione debole

Interazione gravitazionale

Mediatori: gravitoni, ipotizzati ma non ancora rivelati.

L'interazione gravitazionale, o più brevemente gravità, è quella che ci tiene attaccati alla Terra, è la stessa che mantiene il nostro pianeta in rotazione intorno al sole, che tiene insieme il sistema solare con tutti i suoi pianeti, satelliti, pianetini, comete, meteore, polveri, e tutto quello che gira intorno al sole. È responsabile inoltre della interazione di tutte le stelle della nostra galassia, e di quella tra le altre galassie del nostro universo (vedi Cosmologia). Fra tutte le forze che conosciamo, (quattro come abbiamo visto) non è quella più forte, ma è quella che alla fine si fa sentire di più e più lontano. Inoltre ha una caratteristica peculiare: è soltanto attrattiva. Non c'è una gravità repulsiva, che allontana due oggetti. Le forze che allontanano sono di altra natura, ma non gravitazionali. Due oggetti nell'universo si attraggono tra di loro. Se poi non "cadono" uno nell'altro è perché esiste una energia di movimento che costituisce un modo per tenere in equilibrio i due oggetti stessi. Se però essi si dovessero "fermare" allora "cadrebbero" uno nell'altro. E per essere più precisi uno verso l'altro in funzione delle loro masse: chi ha più massa si muove di meno e attrae di più. La terra gira intorno al sole, se questo movimento di rivoluzione dovesse terminare, il sole, con molta più massa della terra e quindi una attrazione maggiore di quella che a sua volta la terra esercita sul sole, il sole, dicevo, andrebbe un po' verso la terra, ma molto più la terra verso il sole, fino a entrare in collisione. Quanto sia questo può essere calcolato tramite le leggi di Keplero e di Newton, ed è proporzionale al rapporto tra le masse. Chi ha scritto questa "legge di gravitazione universale" è stato Isaac Newton, ispirato, si dice, dalla famosa mela che cadeva dall'albero. Einstein, con la sua equivalenza tra massa ed energia, la famosissima E=mc²,  ci permette di allargare il campo d'azione della gravità, perché anche se un oggetto non ha massa, ha comunque energia, e per l'equivalenza tra di esse subirà l'effetto della gravità. Gli esperimenti sulla deviazione della luce in presenza di un campo gravitazionale hanno confermato tutto. La teoria di Einstein che descrive questo si chiama Relatività Generale. Possiamo dire che conosciamo molto bene la gravità ed i suoi effetti: siamo riusciti ad andare sulla luna ed a spedire sonde sui pianeti vicini, con precisione incredibile, grazie alla equazione di Newton sulla gravitazione ed alle leggi della meccanica classica. Funziona molto bene e si tratta solo di fare calcoli precisi introducendo le giuste variabili. Infine la gravità non è stata ancora inserita nel modello standard (vedi capitolo) perché i suoi effetti sono molto piccoli per oggetti molto piccoli, mentre si fanno sentire quando si ha a che fare con grandi masse (pianeti, stelle, galassie), quando si è a livello "cosmologico".

Come l'inverso del quadrato della distanza

Un'altra caratteristica è che la forza percepita, quello che si "sente", è proporzionale all'inverso del quadrato della distanza. Non scappate proprio adesso. Anche se sembra complicatissimo è in realtà estremamente semplice (e vedremo poi che anche l'interazione elettromagnetica funziona così). Allora: la distanza è quanto spazio separa i due "oggetti" che sperimentano la gravità. Supponiamo di avere due oggetti A e B della stessa massa a due metri di distanza (in fisica si suppone sempre di considerare degli oggetti e di dargli come indentificativo di solito A e B). Se facciamo il quadrato di questa distanza otteniamo due per due = quattro. Se facciamo l'inverso, ovvero uno diviso questo valore, quindi uno diviso quattro, otteniamo 0,25 o per essere più semplici un quarto (che poi è uno diviso quattro...). Questo significa che la forza sentita dagli oggetti a due metri di distanza è 0,25 volte (un quarto) di quella che sarebbe percepita ad un metro. Non ho usato subito un metro perché è il caso più semplice. Il caso uno ha la caratteristica di non cambiare le cose. Se si moltiplica o si divide per uno tutto rimane uguale. Lo prendiamo come caso di riferimento. Allora supponiamo che a distanza di un metro la forza sia 100 chili, quanto sarà a due metri? È facile no? 100 diviso quattro. La forza per 0,25 o per un quarto. Quindi 25 chili. E se adesso mettiamo gli oggetti a tre metri? Allora 3 al quadrato: 3 x 3 = 9.

Quindi poiché è l'inverso faremo 100 diviso 9 = 0,1111 con tanti uno a piacere, è un numero la cui divisione da un risultato che si può approssimare a piacere. Per in nostri scopi usiamo solo due cifre decimali. Ma se dovessimo mandare un astronauta su Giove dovremmo essere molto, molto più precisi. E se la distanza diventa 4? 4² = 16 quindi 100 diviso 16 = 0,0625 (questa volta proprio 0,0625 senza approssimazione). E così via. Molti scienziati hanno provato a misurare con estrema precisione questi valori, e la cosa che hanno trovato è che il numero a cui elevare la distanza è proprio due. Ovvero il quadrato. Non 2.0000000001 o 1.9999999999, no è proprio 2.000000000000 con tutti gli zeri che volete. Anche se può sembrarvi una cosa non tanto speciale, in realtà è un fatto eccezionale. Che il numero sia proprio 2 esatto e preciso. La legge che descrive il comportamento dei corpi celesti è assolutamente precisa. Ci troviamo in un universo in cui le forze tra i suoi elementi obbediscono ad una legge che usa numeri semplici... interessante no? E troveremo questo ancora una volta tra poco con l'elettricità.

Nella tabella di seguito metto una serie di valori per dimostrarvi che vuol dire che la forza va come "l'inverso del quadrato della distanza" (continua = numero di cifre all'infinito, per es. 0,11 diventa 0,1111111111... ecc.)

Distanza	Forza percepita
1	1
2	0,25
3	0,11 (continua)
4	0,0625
5	0,04
6	0,0277 (continua)
7	0,0204 (continua)
8	0,015625
9	0,01234567 (continua)
10	0,01
100	0,0001
1000	0,0000001
10000	0,00000001
100000	0,0000000001

Vedete come la forza diminuisce sempre più man mano che la distanza aumenta. Ma però anche se la distanza arriva a valori grandissimi, astronomici per usare un termine adatto, l'interazione, anche se piccola, piccolissima, viene comunque sentita. Il campo d'azione della gravità è presumibilmente infinito, visto che l'universo a noi noto sta in piedi, o per aria se preferite, grazie a questa forza.

Quindi se vogliamo riassumere le caratteristiche dell'interazione gravitazionale possiamo dire che determina sempre la tendenza all'attrazione tra i corpi, o meglio tutto ciò che è dotato di energia (ricordate Einstein...). E non è repulsiva. Con l'aumentare della distanza diminuisce in maniera quadratica (e adesso sapete che vuol dire) e il suo raggio d'azione è, per quanto possiamo ipotizzare, infinito. È di Einstein anche un'interpretazione della gravità: secondo la relatività speciale la gravità ha degli effetti sullo spazio-tempo, ed è in grado di far curvare la luce. Questo vuol dire che un raggio di luce che passa vicino ad una stella viene leggermente deviato in funzione della massa della stella. Ciò è stato verificato sperimentalmente osservando la deviazione della posizione di alcune stelle durante delle eclissi di sole, per confermare l'esattezza della teoria di Einstein.

Interazione elettromagnetica

Mediatori: fotoni

L'interazione elettromagnetica (em) è alla base di tutto i fenomeni elettrici e magnetici, e poiché elettricità e magnetismo sono inseparabili, possiamo parlare in generale di fenomeni elettromagnetici. Nell'elettromagnetismo abbiamo due tipi di interazione: attrattiva e repulsiva, conseguente del tipo di carica positiva e negativa. Va fatto notare che la assegnazione del termine positivo e negativo è solo una convenzione. I fenomeni em sono oramai parte integrante della nostra vita: se oggi venisse a mancare l'energia elettrica saremo in guai seri. E si è visto nei casi di black-out cosa è successo. Sappiamo che gli atomi sono composti da protoni e neutroni nel nucleo ed elettroni orbitanti. I protoni e gli elettroni hanno cariche elettriche opposte per cui gli atomi sono elettricamente neutri. Quello che permette ai vari atomi di legarsi insieme per formare le molecole,  e poi ancor più molecole per gli amminoacidi, e poi sostanze sempre più complesse, è la forza em residua, dovuta all'interazione em degli atomi con i loro vicini. Quindi tutta la catena della chimica e della biologia ha alla base questo tipo di interazione. L'em è particolarmente interessante perché si stanno scoprendo sempre più le risorse e le interazioni del corpo con esso. Abbiamo una notevole conoscenza della chimica del corpo umano, ma sappiamo ancora pochissimo dell'em del corpo. E pensate che alla base di tutti i processi chimici,come abbiamo visto appena adesso, c'è l'em stesso, e quindi conoscere un po' di più l'em del corpo ci potrà portare a risultati sorprendenti.

Interazione forte

Mediatori: gluoni

È il tipo di interazione presente all'interno del nucleo dell'atomo, ed è quella che tiene insieme il nucleo stesso. Se pensate che nel nucleo ci sono i protoni, particelle che hanno carica elettrica positiva, e che queste particelle carche si respingono con una forza inversamente proporzionale alla distanza, e che quindi a distanze infinitesima, cioè molto piccole, diviene estremamente grande, potete immagina perché si chiama interazione forte. Curiosamente sembra che la sua intensità sia inversamente proporzionale alla settima potenza della distanza, per cui appena le particelle si allontana anche di pochissimo immediatamente prevale la repulsine elettrica. Per spiegare l'interazione forte si utilizzano i quark e la cosiddetta "cromodinamica quantistica" (QCD: Quantum ChromoDynamics, derivato dall'inglese è più diffuso). Cromodinamica perché i quark utilizzati per questa teoria hanno come caratteristica il "colore", termine fittizio inventato per distinguere i vari quark componenti le particelle nucleari. Per cui se trovate scritto QCD sapete che si sta parlando di forze nucleari.

Interazione debole

Mediatori: bosoni vettoriali intermedi W+ W- e Z₀

Nasce con Fermi per spiegare il decadimento β. Le particelle interessate da questa interazione sono i leptoni e alcuni quark. Il nobel di Rubbia è stato assegnato per la rivelazione della particella Z₀ mediatore del'interazione debole neutra, mentre gli altri mediatori sono W+ e W-. Queste particelle si chiamano "bosoni vettoriali intermedi", come si vede dal titolo del paragrafo. Sappiamo che ci sono sei tipi di quark (vedi il paragrafo Quark) e sei tipi di leptoni (vedi il paragrafo Leptoni). Il fatto strano è che tutta la materia stabile dell'universo è composta dai due tipi con meno massa di quark (up e down) e dal leptone con carica elettrica con meno massa (elettrone). Come mai questo? Per spiegarlo occorre fare ricorso all'interazione debole, che diventa responsabile del fatto che gli altri quark e leptoni decadono per produrre i quark ed i leptoni di prima. Alla fine abbiamo l'universo così come lo conosciamo: grazie interazione debole! Ma perché accade proprio questo è ancora un mistero.

Unificazione

Glasgow Salam e Weinberg vinsero il Nobel per la fisica nel 1979 per la creazione dell'interazione elettro-debole, in cui elettromagnetismo ed interazione debole sono aspetti di una unica interazione. Primo passo verso l'unificazione del modello. Recentemente si è aggiunta anche l'interazione forte, dando così un modello con solo due interazione base: gravità ed elettronucleare. Resta da integrare la gravità con questa elettronucleare, che per il momento risulta ancora molto misteriosa. Personalmente ritengo che la gravità abbia un'origine geometrica, ovvero che sia una caratteristica dovuta ad una particolare struttura dello spazio, dove dovete immaginare uno spazio non solo costituito dalle note tre dimensioni più il tempo, ma qualcosa di più complesso, multidimensionale e con dimensioni non necessariamente di tipo strettamente geometrico. Questi problemi restano ancora insoluti e rappresentano le prossime sfide per la ricerca scientifica.

Lo zoo delle particelle

Con l'avvento di strumenti di misura sempre più raffinati e la costruzione di macchine per esplorare sempre più in dettaglio la materia, ecco che man mano le nostre conoscenze si sono popolate di un gran numero di particelle. Molte sono state ipotizzate da teorie e poi ritrovate negli esperimenti. In maniera molto semplificata possiamo raccoglierle in alcune categorie. Ricordate che secondo il modello standard gli elementi costitutivi di queste particelle sono comunque i quark ed i leptoni, mentre i mediatori sono quelli elencati ella descrizione delle interazioni.

Carica elettrica

Innanzi tutto dobbiamo distinguerle seconda del tipo di interazione che avviene: ecco così che abbiamo particelle elettricamente cariche e particelle neutre. Ad esempio gli elettroni del'atomo hanno carica negativa, mentre i protoni del nucleo hanno carica positiva; i neutroni invece, sempre nel nucleo hanno carica neutra. Va detto che il segno della carica è arbitrario, serve solo per distinguere la "qualità" elettrica della particella.

Materia ed antimateria

Le particelle note costituiscono quello che chiamiamo normalmente materia. Poiché sappiamo che la particelle hanno uno stato quantico descrittivo delle loro caratteristiche, cambiando il segno ad alcuni parametri otteniamo delle particelle con caratteristiche anti-qualcosa. Per esempio se prendiamo un elettrone, con i suoi valori quantici, e gli cambiamo il seno alla carica elettrica, da segno meno passiamo al segno più, otteniamo un anti-elettrone, noto meglio come positrone. Viene detta antimateria perché in natura non si trovano particelle con queste caratteristiche, e la spiegazione è che venendo a contatto con la materi ordinaria si distruggono, tecnicamente si "annichilano". Per alcuni esperimento vengono prodotte queste anti-particelle, la cui vita rimane confinata all'esperimento stesso. È un argomento che ha sempre affascinato, e la cosa straordinaria è proprio che in alcuni esperimento di produce questa anti-materia.

Adroni

Gli adroni, dal greco adros che significa forte, sono le particelle che "sentono" l'interazione forte. Fanno parte degli adroni i barioni ed i mesoni. I barioni sono fermioni mentre i mesoni sono bosoni. Adesso sapete che vuol dire. Esempi di barioni sono i protoni ed i neutroni del nucleo dell'atomo, mentre come mesoni possiamo citare il mesone π ed il mesone K.

Leptoni

Sono le particelle che sentono l'interazione debole. Ci sono sei leptoni, dei quali tre hanno carica elettrica e tre no. Il leptone carico più conosciuto è l'elettrone (e). Gli altri due leptoni carichi sono il muone (μ) e il tau (), che sono fondamentalmente elettroni con molta più massa. I leptoni carichi sono tutti negativi.

Tavola dei leptoni

Tavola dei leptoni (da fonte INFN)

 

Gli altri tre leptoni, come si vede nella figura sopra, sono i neutrini (). Non hanno carica elettrica, hanno una massa piccolissima o forse non ne hanno proprio. C'è un tipo di neutrino che corrisponde ad ogni tipo di leptone con carica elettrica, come potete vedere. Molti esperimenti sono stati fatti e sono in corso per studiare questi neutrini, dalle cui caratteristiche conseguono importanti conseguenze, anche cosmologiche, ovvero relative alla natura ed all'evoluzione del nostro universo. Nella galleria del Gran Sasso c'è un laboratorio di ricerca per lo studio di queste particelle. Ancora oggi non ne sappiamo molto. Tenete presente che un neutrino può passare attraverso il nostro pianeta senza interagire con niente, potete dedurre quindi come sia complesso cercare di studiarli. Ad ognuno di questi leptoni, come prevede il Modello Standard, corrisponde un'anti-particella, un leptone di anti-materia.

Principio di esclusione di Pauli

Secondo questo principio enunciato da Pauli, non possono esistere due particelle con gli stessi numeri quantici, ovvero quelli che compongono lo stato quantico che abbiamo visto, nello stesso luogo e nel medesimo tempo. Grazie a questo principio viene assicurata la stabilità degli atomi, per esempio, in modo che ad ogni orbitale ci sia un numero previsto di elettroni che rispetti le caratteristiche fisiche dell'elemento in questione.

Bosoni e fermioni

Le particelle che seguono questo principio di esclusione di Pauli vengono classificate come Fermioni, dal nome di Fermi che insieme a Dirac elaborò la statistica di Fermi-Dirac per descrivere queste particelle. Le altre costituiscono i cosiddetti bosoni, dal nome di Bose che insieme ad Einstein elaborò la statistica di Bose-Einstein per descriverle. Tutti i fermioni hanno valori di spin semi-intero (1/2, -1/2 e multipli) mentre tutti i bosoni hanno spin intero (0, 1, -1, ecc.)

Le particelle che fanno la materia: particelle mattoni

Tutte la particelle che costituiscono la materia a noi nota sono dei fermioni. Non potendo avere stati quantici uguali sono costrette a disporsi secondo le vari possibilità disponibili costruendo così quella che si chiamiamo materia. Se fosse costituta da bosoni, che possono avere stati quantici comuni, non riuscirebbero a costruire niente perché collasserebbero continuamente.

Le particelle che portano le informazioni: particelle mediatrici

Le particelle che portano le informazioni, le mediatrici, quelle che costituiscono il campo (Vedi Campo), sono dette bosoni. La loro caratteristica di essere bosoni consente di essere le mediatrici, proprio perché possono avere stati quantici in comune. Pesante ai fotoni della luce, se fossero dei fermioni la luce si condenserebbe costruendo della materia, invece di viaggiare indisturbata in tutte le direzione, e senza risentire di altra luce che la interseca.

Quark

Questo termine è stato proposto da Gell-Mann  che si è ricordato della frase "Three quark for Muster Mark" del romanzo "Finnegan's wake" di James Joyce. Secondo altri invece deriva da "question mark", che in inglese significa punto interrogativo, per sottolineare la natura sia misteriosa che solo ipotizzata di queste "particelle". I quark sono stati introdotti per descrivere la struttura delle particelle, e la teoria costruita funziona molto bene ed ha verifiche sperimentali corrette, anche se non si ha la possibilità di isolare e rilevare un quark. Appena si cerca di isolarlo, disgregando la particella costituita da essi, immediatamente il singolo quark si "accoppia" con altri quark, spuntati da chissà dove, per ricreare un'atra particella. Quando si fanno esprimenti in tal senso si ottengono così le cosiddette "piogge di particelle" prodotte come risultato del tentativo di isolare i quark. I "conti tornano" però, e questo costituisce un ottimo dato di fatto. Ci sono sei tipi di quark previsti dalla teoria, raggruppati in tre coppi: up e down, charm e strange, top e bottom. Hanno la caratteristica di avere una carica elettrica frazionaria, e cioè con valori 2/3 e -1/3, ed hanno anche la qualità del colore come accennato nel paragrafo relativo all'interazione forte.

Cosmologia

La  cosmologia si occupa dell'universo e di ciò che c'è nell'universo, su scale immensamente grandi. Man mano che si procede con la conoscenza si scoprono oggetti dalle caratteristiche molto insolite: pensate ai quasar, ai buchi neri. Molto interessante è la scoperta della materia oscura, detta così perché materia che non possiamo "vedere", o per essere più esatti rivelare. Sembra poi che in realtà l'universo non è fatto del tutto della materia noi nota, ma sia costituito in gran parte di questa materia oscura. Non si sa nulla di cosa effettivamente sia, se siano particelle a noi note ma costruite in un altro modo, o si tratti di particelle assolutamente nuove e diverse. La conoscenza che abbiamo del mondo è ancora molto limitata, e dobbiamo espandere le nostre capacità percettive.

Buchi neri

Ne parliamo perché sono molto citati. Un buco nero è un oggetto stellare, tipicamente una stella che si spegne, con una massa molto molto concentrata; così denso che la luce che luce, ed in genere tutta la radiazione em che passa vicino, viene attratta verso di esso, e poiché ha una massa così grande non riesce più a tornare indietro: quindi è nero perché non emette alcun tipo di radiazione.

Big bang

Secondo la teoria del big bang l'universo si sarebbe evoluto da una gigantesca esplosione primordiale in cui tutto era concentrato in un punto e per effetto di questa esplosione ha cominciato ad espandersi. Le conferme sperimentali ci danno ancora un universo in espansione, con la sua popolazione di oggetti che si allontanano fra di loro. Inoltre è stata rilevata quella che viene definita come radiazione cosmica di fondo, che potrebbe essere il residuo del big bang. Questa radiazione esprime la temperatura a cui l'universo è oggi, residuo di una temperatura iniziale molto elevata, e di un successivo raffreddamento. Il valore di questa temperatura è di 3° Kelvin (e adesso sapete cosa vuol dire, provate a fare il conto di quanti gradi centigradi sono!). La conferma della validità di questa teoria, come di quella sullo stato stazionario dell'universo, dove abbiamo big bang, espansione, contrazione, big bang, ecc, o di altre teoria di uno stato solo espansivo, o altre ancora, dipendono dal valore della massa del neutrino: conseguenze così grandi per una particella così piccola e che interagisce pochissimo con le altre. È un dato molto misterioso ed affascinante.

Teoria del Tutto (TOE[4])

Un obiettivo che i fisici si sono dati da moltissimo tempo è quello di trovare una teoria che alla fine comprenda tutte le interazioni descritte in precedenza, ovvero tutti i fenomeni conosciuti, e che vi sia un solo modo fondamentale per descriverle: la famosa teoria del tutto, più brevemente TOE che troverete più facilmente come riferimento. Le varie interazioni sarebbero allora delle manifestazioni specializzate di questa forma base che costituirebbe un cosiddetto "campo unificato". Anche se è una delle più recenti realtà scientifiche, il tentativo di proporre una teoria del tutto risale già all'antica Grecia, per non parlare poi della letteratura dell'antica india, dove già in testi come i Veda e le Upanishad si trovano affascinanti descrizioni di un "uno" che comprende tutto, di "Brahman" che costituisce la realtà ultima. Alcune di queste teorie vengono dette di supersimmetria, poiché prevedono l'esistenza di particelle simmetriche ma con valori quantici diversi.

[4] TOE: dalle iniziali inglesi di Theory of Everything

Stringhe

Secondo questa teoria, in maniera molto sintetica, si ipotizza che la materia, l'energia, lo spazio-tempo, più altre grandezze fisiche, siano in realtà delle manifestazioni di qualcosa di più elementare, di più intrinseco e sottostante, che viene chiamato stringhe. La teoria è molto complessa anche dal punto di vista matematico, e possiamo dire per curiosità che prevede un universo costituito da 11 dimensioni, le quattro dello spazio-tempo, più sette dimensioni supplementari. Ricordiamoci di non pensare a queste dimensioni nascoste secondo il senso comune, potrebbero avere una natura molto diversa. Molte ricerche sono in questa direzione.

Somatica

Secondo moltissime fonti nell'uomo si trovano le risposte alle domande sul mondo stesso. La rivalutazione del corpo, dopo un lungo periodo di mortificazione, la integrazione di corpo e mente come parti di un tutto, hanno portato allo sviluppo ed al fiorire di numerose scienze che hanno ripreso o riscoperto lo studio del corpo umano nella sua interezza. La somatica si inserisce come una ulteriore integrazione per fornire un modello unificante di molti fenomeni riguardati sia il corpo che la psiche, oramai separate solo per ragioni storiche, ma integrate molto bene anche in molte tecniche di lavoro oggi disponibili. È un po' come una teoria del tutto vista più dal lato esseri viventi. Abbiamo sentito parlare spesso di psicosomatica, o di altre combinazioni di termini contenenti la voce somatica; adesso si propone un modello integrato per descrivere in maniera compiuta ed olistica il corpo.

Biodinamica

La pratica craniosacrale si è arricchita di questo approccio definito come biodinamico, che di recente sta sempre più diffondendosi (McPartland e Skinner, 2005). Già il padre del craniosacrale, William G. Sutherland, aveva descritto molte cose della biodinamica (Sutherland, 19nn). Oggi, praticando craniosacrale biodinamico, entriamo contatto con le nostre mani con qualcosa di moto profondo, collegato agli archetipi della vita, ce ci da spesso la sensazione fisica di essere connessi con delle forze profonde e antiche, che magari la fisica scoprirà tra breve. Con questo tipo di approccio viene anche molto curata l'integrazione corpo mente, e potremo quasi considerarle come un aspetto della somatica. Come alcuni autori sottolineano (McPartland Skinner, 2005 - Shea, 2007) non esiste a tutt'oggi una casistica descrittiva delle esperienze di craniosacrale, se non in forma aneddotica, ristretta a racconti di operatori, e comunque non valida ai fini di una ricerca in tal senso. Serve oggi la creazione di una base scientifica di raccolta di informazioni per poter comprendere meglio questo capo di conoscenza. Nelle conclusioni c'è la proposta di un progetto di ricerca in tal senso.

Conclusioni

Abbiamo passato in rassegna alcuni aspetti della fisica sottolineando quelli che a mio avviso possono essere utili in modo da saperne qualcosa in più, anche se solo in maniera superficiale. Ma questo può essere sufficiente per comprendere meglio quando sentiamo parlare di queste cose, o anche solo per avere un'idea di come la fisica moderna sia molto avventurosa e molto meno "perfetta" di come certe volte viene presentata. Vale sempre la citazione di Einstein, sulla semplicità delle cose alla fine, per cui se adesso qualcosa vi è più chiaro un obiettivo è stato raggiunto. L'altro obiettivo era quello di incuriosire il lettore, di lasciarlo con degli interrogativi che stimolassero la sua voglia di conoscere e comprendere. Se quindi non avete capito tutto e volete saperne di più, allora anche il secondo e più importante obiettivo è stato centrato. Nella pratica craniosacrale lavoriamo a contatto con "cose" di cui ancora non sappiamo molto, ma il fatto che "sentiamo" che "qualcosa accade", ci pone nella posizione di esploratori di nuovi campi della scienza e della coscienza, ancora oggi separate e da riunire.

Vorrei proporre la creazione di un progetto di ricerca in modo da raccogliere in modalità accettabile ai fini scientifici una casistica delle esperienze e delle modalità di lavoro, e di poter disporre quindi di un campione di queste esperienze per cominciare a lavorare sulla comprensione di quanto accade. Abbiamo a che fare con fenomeni molto elusivi, con movimenti estremamente "sottili", anche se i fenomeni sono collegabili a energie molto potenti e di antica origine. Inoltre, e lo dico sempre quando descrivo il nostro lavoro alle persone, ogni sessione è un'esperienza a sé, non ripetibile se non a grandi schemi. Questo però, più che essere un ostacolo, potrebbe essere un grande stimolo ed un'occasione per esplorare questi campi, dove corpo e psiche si fondono, e dove fenomeni a volte "quantistici" possono essere sperimentati. Abbiamo esplorato le basi scientifiche della scienza ufficiale, che costituiscono così il fondamento da cui andare avanti con la ricerca e la comprensione di quello che la biodinamica craniosacrale ci permette di fare esperienza quotidianamente.

 

Bibliografia

McPartland e Skinner, The Biodynamic Model of Osteopathy in the Cranial Field, Explore, Jan 2005

(Traduz. It. M. Costa, Il modello biodinamico dell'osteopatia nell'ambito craniale, 2007)

R. Feynman, The Feynman Lectures on Physics, 1975

R. Feynman, Cinque pezzi facili,

R. Feynman, Cinque pezzo un po' meno facili,

R. Feynman, Cromodinamica quantistica

E. Segrè, Personaggi e Scoperte della Fisica, 1996

F. Sills, Craniosacral Biodynamics,

M. Shea, Biodynamic Craniosacral Therapy, 2007

M. Kern, Craniosacrale, 2005

T. Myers, Meridiani Miofasciali, 2006

Wikipedia, portale sulla Fisica

INFN, portale sulla fisica

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