La materia

La materia è fatta di atomi
[modificato e semplificato per gli alunni da: Richard Feynman, Sei pezzi facili, Adelphi]

Se in qualche cataclisma andassero perdute tutte le conoscenze scientifiche, e una sola frase potesse essere tramandata alle generazioni successive, quale frase sceglieresti che contenga le maggiori informazione nel minor numero di parole? Io sceglierei una frase sulla teoria atomica e cioè: tutte le cose sono fatte di atomi, piccole particelle in continuo movimento che si attraggono a breve distanza, ma si respingono se pressate l'una contro l'altra.

In questa frase c'è una quantità enorme di informazione su come è fatto il mondo, basta usare un po' di fantasia e di ragionamento.

Per illustrare la potenza della teoria atomica, supponiamo di avere una goccia d'acqua del diametro di mezzo centimetro. Anche osservandola molto da vicino non vedremmo altro che acqua, omogenea e continua. Anche ingrandendola (circa duemila volte) con il miglior microscopio ottico a disposizione, e vedendola quindi larga una decina di metri, quanto una stanza spaziosa, guardando bene vedremmo ancora acqua relativamente omogenea, ma qua e là ci sarebbero delle cose a forma di uovo che nuotano avanti e indietro. Molto interessante. Sono parameci. A questo punto potremmo anche fermarci, talmente incuriositi dai parameci, con le loro ciglia vibratili e i corpi che si contorcono, da non andare oltre, tranne che, magari, per ingrandire ancora di più i parameci e guardare cosa c'è dentro. Questo, naturalmente, è un argomento che interessa i biologi, ma al momento noi sorvoliamo e guardiamo più da vicino l'acqua stessa, ingrandendola altre duemila volte.

Ora la goccia d'acqua misura venti chilometri, e se la osserviamo attentamente noteremo una specie di brulichìo, qualcosa che non ha più un aspetto omogeneo, ma sembra il pubblico di una partita di calcio visto molto da lontano. Per vedere a cosa sia dovuto questo brulichìo, lo ingrandiremo altre duecentocinquanta volte e ci troveremo davanti agli occhi qualcosa di simile alla figura qui sotto seguente. È una rappresentazione dell'acqua ingrandita un miliardo di volte, ma idealizzata da molti punti di vista.

Per cominciare, le particelle sono disegnate in modo semplice, con contorni netti, e questo non è esatto. In secondo luogo, la figura è bidimensionale, mentre naturalmente le particelle si muovono in tre dimensioni. Osservate che ci sono due diverse specie di «palle» o cerchi a rappresentare gli atomi di ossigeno (neri) e quelli di idrogeno (bianchi), e che ogni ossigeno ha due idrogeni legati a sé. (Ogni gruppetto di un ossigeno con i suoi idrogeni si chiama molecola).

La rappresentazione è idealizzata anche perché in natura le particelle vere si agitano e rimbalzano continuamente, sì torcono e girano l'una intorno all'altra. Bisogna pensare, anziché a un'immagine statica, a un'immagine dinamica. Un'altra cosa che non si può illustrare in un disegno è il fatto che le particelle sono attaccate, che si attraggono, questa tira quell'altra, ecc. L'intero gruppo è «incollato insieme», per così dire. D'altro canto, le particelle non possono compenetrarsi l'un l'altra. Se si cerca di comprimerle si respingono.

Un modo semplice per ricordare la misura degli atomi è il seguente: se una mela viene ingrandita fino alle dimensioni della Terra, i suoi atomi avranno all'incirca le dimensioni iniziali della mela.

Riassunto

• se in un disastro globale tutte le conoscenze scientifiche andassero perdute tranne una sola frase, Feynman vorrebbe che fosse una frase che spiega in poche parole la teoria atomica
• tutte le cose sono fatte di atomi, piccole particelle in perpetuo movimento che si attraggono a breve distanza, ma si respingono se pressate l'una contro l'altra
• immaginiamo di prendere una goccia d'acqua del diametro di mezzo centimetro
• ingrandiamola 2000 volte grazie al microscopio ottico
• adesso la goccia è grande come una stanza spaziosa e possiamo vedere i parameci
• ingrandiamo la goccia di altre 2000 volte grazie ad un microscopio elettronico
• adesso la goccia si estende per 20 km e vediamo qualcosa come un brulicare di persone da lontano, senza però vedere alcun dettaglio, questo è il massimo che possiamo vedere: sono le molecole d'acqua
• per vedere i dettagli delle molecole d'acqua e degli atomi che le compongono dovremmo ingrandire ancora di 250 volte; adesso la goccia d'acqua è un miliardo di volte più grande

Richard Feynman (1918–1988) è stato un fisico e divulgatore scientifico statunitense.
Durante la seconda guerra mondiale, ancora molto giovane e grazie al suo talento, partecipò al famoso Progetto Manhattan con il quale il governo degli Stati Uniti si proponeva di sviluppare le prime bombe atomiche, poi lanciate sul Giappone a conclusione del conflitto.
Nel 1965 vinse il Premio Nobel per le sue ricerche nel campo della fisica quantistica.
Negli anni '80 fu nominato tra i membri della commissione Rogers, il comitato che indagò sul disastro dello Space Shuttle Challenger, esploso durante il lancio nel gennaio del 1986. Fu lui a scoprire che il disastro era stato causato da un componente progettato male e che aveva ceduto a causa della bassa temperatura presente il giorno del lancio.
Feynman è stato anche un apprezzato divulgatore della fisica, sia tramite libri sia tramite conferenze.
Alle riconosciute doti di fisico affiancava un senso dell'umorismo fuori dal comune e un carattere eccentrico e originale: eseguiva ritratti e suonava il bongo nei locali notturni.

[Fonte: pagina di Wikipedia su Richard Feynman]