Fisica classica: differenze tra le versioni

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Il secondo è un principio che si sviluppò man mano che progrediva la conoscenza della meccanica e che postulava il rigoroso determinismo del nostro universo. Secondo questa concezione, se l'universo fosse stato regolato da leggi meccaniche, poiché ognuna di queste è invariante rispetto all'inversione del tempo, allora avendo il controllo completo di tutte le variabili meccaniche di tutte le particelle dell'universo si sarebbe potuto predire la sua evoluzione futura senza alcun limite temporale.

Un ulteriore oggetto di grande dibattito nella fisica classica riguardò l'atomismo e la disputa sulla natura corpuscolare o ondulatoria della luce.<ref name=stanfordatomism>{{cita web|url=http://plato.stanford.edu/entries/atomism-modern/#NewtonianAtomism|titolo=Modern Atomism|accesso=10 febbraio 2016|lingua={{en}}}}</ref>

=== Spazio e tempo assoluti ===

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Il primo di questi principi vede lo [[spazio (fisica)|spazio]] e il [[tempo]] come entità assolute, perpetue, la cui esistenza è il presupposto ai [[principi della dinamica]] di Newton.<ref name="britannica_newton">{{cita web|url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/685823/philosophy-of-physics/283559/The-logical-structure-of-Newtonian-mechanics|titolo=The logical structure of Newtonian mechanics|autore=David Z. Albert|accesso=12 febbraio 2015|lingua={{en}}}}</ref> Il tempo fu considerato inizialmente un ente ''assoluto'', cioè percepito alla stessa maniera da tutti gli osservatori dell'universo conosciuto. Nella fisica moderna i due concetti sono venuti meno con la formulazione nella [[relatività speciale]] nel [[1905]].

L'esistenza di un [[tempo assoluto]] permetteva di definire con precisione quali fossero le [[causalità naturale|relazioni causali]] nell'evoluzione fisica dell'universo: ciò che accadeva prima, in qualsiasi punto dell'universo, avrebbe potuto influenzare ciò che accadeva dopo, in qualsiasi altro punto dell'universo. La meccanica newtoniana prevedeva infatti che le interazioni a distanza (come la [[forza gravitazionale]]) si propagassero istantaneamente con una velocità infinita. L'idea di un tempo assoluto, percepibile allo stesso modo da tutti gli osservatori e nettamente separato dalla nozione di spazio, è accettata senza alcuna variazione fino alla formulazione della [[relatività ristretta]], nel [[1905]].

Il [[sistema tolemaico]] prevedeva un sistema di riferimento spaziale assoluto, che permettesse in particolare di definire la differenza fra oggetti fermi e oggetti in moto. La [[Terra]] era ferma al centro dell'universo e i corpi celesti si muovevano intorno ad essa, ogni oggetto aveva quindi una sua velocità ben definita. A partire dal ''[[Dialogo sopra i Massimi Sistemi]]'', intorno al [[1630]], [[Galileo]] si rese conto però che non vi può essere nessuna differenza fra le leggi della fisica<ref>cioè in particolare della meccanica</ref> descritte da un osservatore in moto rettilineo uniforme rispetto ad uno fermo:

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Si vede dalle prime due citazioni come all'epoca della nascita della meccanica quantistica, questa caratteristica della teoria fosse controversa e che solo successivamente si pervenne ad accettarla come una caratteristica naturale<ref>Einstein stesso propose che il non determinismo della teoria quantistica fosse spiegabile con una teoria alternativa che richiedesse la presenza di variabili nascoste, ossia grandezze ignote che, pur non essendo misurabili, avrebbero reso deterministico il comportamento del sistema.

Nel 1965 lo scienziato [[John Stewart Bell]] mostrò che una teoria a variabile locali nascoste, come quella proposta da Einstein, dovesse soddisfare una serie di relazioni note come [[Teorema di Bell|disuguaglianze di Bell]]. Alcuni esperimenti effettuati successivamente, ed in particolare nel 1980 da [[Alain Aspect]], evidenziarono una violazione della disuguaglianza di Bell sancendo definitivamente il carattere non deterministico della teoria quantistica.</ref>

===L'atomismo e la natura della luce===

L'[[atomismo]] e idea che la materia sia composta da unità elementari ed indivisibili furono introdotti fin dai primi passi mossi nell'ambito della filosofia della Grecia classica, per muoversi nell'ambito scientifico propriamente detto a partire dal XVII secolo.<ref>{{cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/atomismo_%28Dizionario-di-filosofia%29/|titolo=atomismo|accesso=10 febbraio 2016}}</ref> Alcune delle prime evidenze sperimentali portate come argomento a favore della natura atomica, granulare, e non continua della materia furono l'osservazione dell'evaporazione dell'acqua e il passaggio di una soluzione attraverso serie di filtri.<ref name=stanfordatomism/>

L'atomismo fu ripreso ed esteso nei Principia da [[Isaac Newton]], che presentò un teoria atomistica anche per l'ottica, e quindi per la luce, in termini puramente meccanici come interazioni fra corpuscoli e particelle.<ref name=stanfordatomism/> I primi esperimenti sulle [[reazione chimica|reazioni chimiche]] furono sviluppati in una teoria atomica da [[John Dalton]]. Ulteriori conferme sulla natura corpuscolare della materia arrivarono dallo sviluppo della [[teoria cinetica dei gas]] nel XIX secolo. La natura corpuscolare della luce fu tuttavia oggetto di dibattito e messa in difficoltà dagli esperimenti di [[Thomas Young]], che supportavano piuttosto l'ipotesi di [[Christiaan Huygens]] sulla natura ondulatoria della luce, come vibrazione e onda dell'[[etere]]. Gli esperimenti di Young mostravano l'[[interferenza]] della luce, fenomeno tipico delle [[onda|onde]] ma inspiegabile con l'ipotesi che la luce sia composta da atomi.<ref>{{cita web|url=https://www.aps.org/publications/apsnews/200805/physicshistory.cfm|titolo=May 1801: Thomas Young and the Nature of Light|accesso=10 febbraio 2016|lingua={{en}}}}</ref>

Nonostante i successi in ambito chimico e termodinamico dell'atomismo, ancora alla fine del 1800 e all'inizio del 1900 [[Ernst Mach]] criticò la realtà fisica degli atomi intesa al di fuori dell'ipotesi speculativa.<ref name=stanfordatomism/> Ulteriori prove a favore dell'atomismo arrivarono dallo sviluppo della teoria statistica del [[moto browniano]] da parte di [[Albert Einstein]].<ref>{{cita pubblicazione | autore = Albert Einstein | titolo = Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen | rivista = [[Annalen der Physik]] | volume = 322 | issue = 8 | pagine = 549–560 |data=May 1905 | url = http://www.zbp.univie.ac.at/dokumente/einstein2.pdf |format=PDF| doi = 10.1002/andp.19053220806 | id = | accesso = 10 febbraio 2016 | bibcode=1905AnP...322..549E|lingua=de}}</ref> Lo sviluppo della meccanica quantistica da una parte permise lo sviluppo di una teoria coerente in grado di spiegare il comportamento degli atomi, delle molecole e dei legami chimici, dall'altra pose fine alla disputa sulla natura della luce. Nella meccanica quantistica la luce e anche le particelle elementari della materia, come gli elettroni, sono descritti sia come un'onda che come una particella, in base al [[principio di complementarietà]].

== Settori della fisica classica ==