STORIA DELLA FISICA ED EPISTEMOLOGIA

Il corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base per valutare il percorso storico ed epistemologico della disciplina Fisica e i metodi utilizzati nell’indagine scientifica con particolare riferimento agli sviluppi del ‘900.

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding).

Padronanza del metodo scientifico, e comprensione della natura e dei procedimenti della ricerca in Fisica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Capacità di identificare gli elementi essenziali di un’opera scientifica distinguendo tra empirismo e razionalismo. Capacità di critica negli approcci storicamente determinati anche in riferimento del cambiamento concettuale dalla fisica classica (newtoniana) alla meccanica relativista e Quantistica.

Autonomia di giudizio (making judgements)

Capacità di argomentare sulle interpretazioni di alcuni fenomeni fisici fondamentali nella fisica moderna (esperimento di Michelson e Morley, quantizzazione, ecc..)

Abilità comunicative (communication skills).

Capacità di comunicare in lingua italiana e in lingua inglese nei settori avanzati della storia della Fisica.

Capacità di apprendimento (learning skills).

Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze e di accedere alla letteratura specializzata nel campo della storia della fisica

In riferimento ai Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce ad acquisire le seguenti competenze trasversali:

Conoscenza e capacità di comprensione

• Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo.
• Capacità di schematizzare un fenomeno naturale in termini di grandezze fisiche scalari e vettoriali.
• Capacità di impostare un problema utilizzando opportune relazioni fra grandezze fisiche (di tipo algebrico, integrale o differenziale) e di risolverlo con metodi analitici o numerici.
• Capacità di effettuare l'analisi statistica dei dati.

Capacità di applicare conoscenza:

• Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la descrizione dei fenomeni fisici utilizzando con rigore il metodo scientifico.
• Capacità di progettare semplici esperimenti ed effettuare l'analisi dei dati sperimentali ottenuti in tutte le aree di interesse della fisica, incluse quelle con implicazioni tecnologiche.

Autonomia di giudizio:

• Capacità di ragionamento critico.
• Capacità di individuare i metodi più appropriati per analizzare criticamente, interpretare ed elaborare i dati sperimentali.
• Capacità di individuare le previsioni di una teoria o di un modello.

Abilità comunicative:

• Buone competenze degli strumenti per la gestione dell'informazione scientifica e per l'elaborazione dei dati e le ricerche bibliografiche.
• Capacità di esporre oralmente, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati.

Capacità di apprendimento

• Capacità di saper aggiornare le proprie conoscenze attraverso la lettura di pubblicazioni scientifiche, in lingua italiana o inglese, nei vari campi delle discipline fisiche, anche non specificamente studiati durante il proprio percorso formativo.

L’insegnamento (42 ore, 6 CFU, secondo semestre) verrà svolto mediante lezioni frontali, anche con l'ausilio di slides e strumenti audio-visivi. Potrà aggiungersi la lettura critica di alcuni brani scientifici scelti inerenti il programma svolto.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Buona conoscenza degli elementi essenziali del metodo scientifico basato sul processo

di misura di una grandezza fisica. Conoscenza dei fondamenti di fisica generale.

La frequenza al corso è fortemente consigliata e comunque non inferiore al 50% delle

lezioni (consultare il Regolamento Didattico del Corso di Studi)

Tracce di Fisica Ellenistica e Atomismo Greco - La rivoluzione dimenticata: origini del metodo scientifico - Popper, Kuhn, Lakatos, Feyerabend: epistemologia delle scienze naturali e comprensione delle strutture e dei criteri generali della scientificità - Da Archimede a Leonardo - Copernico e Keplero - Galileo: la nascita della scienza moderna - Il processo a Galileo: una querelle storica tra filosofia, teologia e scienza - La meccanica classica - Newton: alchimia, gravitazione universale, meccanicismo e determinismo - Da Faraday a Maxwell: elettromagnetismo e teoria cinetica - Macchine termiche e rivoluzione industriale - Boltzmann: dalla termodinamica alla meccanica statistica - Poincarè: dal problema dei tre corpi alla nascita della teoria del caos - Esperimenti mentali ed Esperimenti reali in fisica - L’Arago spot e la  contesa tra Poisson e Fresnel - La selezione degli eventi nell’esperimento di Millikan - Il caso dei raggi N - Crisi della meccanica classica - Albert Einstein e la teoria della relatività - Modelli atomici - Planck, Bohr, Heisenberg: nascita e sviluppi della meccanica quantistica - L'Interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica - Enrico Fermi e il gruppo di via Panisperna - Ettore Majorana: la strana storia di un genio incompreso - Il progetto Manhattan e la nascita della "big science" - Primi esperimenti con i  raggi cosmici - Gli acceleratori di particelle e la nascita della "Big Science - La competizione per la scoperta  dei bosoni W e Z – il caso del quark top - David Bohm e le interpretazioni realiste della meccanica quantistica - Dalla teoria del caos alla scienza della complessità - Aspetti interdisciplinari della fisica - Evoluzione del concetto di vuoto tra fisica ed epistemologia.

Testi generali:

E.Bellone, "Storia della Fisica", Utet, 1990

L.Russo, "La rivoluzione dimenticata. Il pensiero scientifico greco e la scienza moderna",

Universale Economica Feltrinelli 2013

R.Maiocchi, "Storia della scienza in Occidente", La Nuova Italia, 2000

J.L.Heilbron, "Alle origini della fisica moderna", Il Mulino, 1984

P.Rossi, "La nascita della scienza moderna in Europa", Laterza, 1997

G.Gismondi, "Critica ed etica nella ricerca scientifica", Marietti, Torino 1978

J.Jacobelli, "Scienza ed etica. Quali limiti?", Laterza Bari 1990

J.Ladyman, "Filosofia della scienza. Un'introduzione", Carocci editore, 2014

Approfondimenti:

T.S.Kuhn, "La rivoluzione copernicana", Einaudi, 2000

A.Pais, "Sottile è il Signore...", Bollati Boringhieri, 1986

W.Heinsenberg, "Fisica e filosofia", Mondadori, 1998

M.Planck, "La conoscenza del mondo fisico", Bollati Boringhieri, 1988.

C.Tarsitani, "Il dilemma onda-corpuscolo da Maxwell a Planck ed Einstein",

Loescher, 1983

D.Bohm, B.J.Hiley, "The undivided: an ontological interpretation of quantum theory",

London Routledge, 1993

J.Gleick, "Caos. La nascita di una nuova scienza", Rizzoli, 2018

D.Schwartz, "Enrico Fermi. L'ultimo uomo che sapeva tutto", Ed.Solferino 2020

E.Recami, "Il caso Majorana: lettere, testimonianze, documenti", Di Renzo, 1987

A.Pluchino, "La firma della complessità. Una passeggiata al margine del caos", Malcor

D'Edizione, 2015

M.Consoli, A.Pluchino, "Il vuoto. Un enigma tra fisica e metafisica", Aracne Ed., 2015

Stefano Ossicini: “L’Universo è fatto di storie non solo di atomi”, Edizioni Neri Pozza,

Vicenza, 2012

Holton, Gerald. "Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft

Dispute." Historical Studies in the Physical Sciences 9 (1978)

John Krige: “Distrust and Discovery: “The Case of the Heavy Bosons at CERN”, Isis, Sep.,

2001, Vol. 92, No. 3 (Sep., 2001), pp. 517-540

La verifica dell’apprendimento è affidata ad un esame finale orale. Attraverso domande relative a punti qualificanti delle varie parti del programma si tende ad accertare il livello di conoscenza complessiva acquisita dal candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma. Gli studenti potranno iniziare l’esame con l’esposizione di un argomento a loro scelta, poi si procederà con ulteriori domande sul resto del programma. Si punta alla valutazione delle capacità di comprensione delle relazioni storiche e alla padronanza delle idee introdotte.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. 

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma

rappresentano solo alcuni esempi:

Quali sono le origini del metodo scientifico?

Quali sono le principali correnti epistemologiche moderne?

Qual'è il ruolo di Galileo nella nascita della scienza moderna?

Origini e sviluppo della meccanica newtoniana

Crisi della meccanica classica e teoria della relatività

Le origini della meccanica quantistica

Esistono interpretazioni alternative a quella di Copenhagen?

Qual'è la differenza tra caos e complessità?

Riduzionismo e Determinismo in fisica

Ruolo dei paradigmi scientifici

Che differenza c'è tra esperimenti reali ed esperimenti mentali