Fisica teorica

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Rappresentazione visiva di un wormhole di Schwarzschild. Non sono mai stati osservati wormholes, ma l'esistenza è stata prevista attraverso modelli matematici e teorie scientifiche.

La fisica teorica è una branca della fisica moderna, ma più in generale essa rappresenta uno dei due momenti essenziali, insieme con la fisica sperimentale con cui è in stretta relazione di collaborazione e complementarità, in cui suddividere l'esito dell'indagine scientifica in fisica.

Con tale terminologia si può intendere sia la fase dell'elaborazione matematico-induttivista a partire dalle evidenze sperimentali cioè la creazione di ipotesi o teorie fisico-matematiche più generali da risottoporre poi a verifica sperimentale (es. sintesi delle Equazioni di Maxwell), sia la fase deduttivista che procede con la costruzione di una teoria o modello a priori su base matematica da sottoporre poi a verifica sperimentale o previsione (es. Teoria della Relatività).

Sotto questi punti di vista in ogni caso una teoria vera deve possedere il requisito fondamentale di essere verificabile dal punto di vista sperimentale. In generale infatti possono esistere più teorie in grado di spiegare o interpretare in maniera coerente un determinato fenomeno, ma solo una di queste risulterà corretta alla luce della sua validazione sperimentale. Tale requisito si ottiene spesso attraverso la predittività, ovvero la capacità della teoria di predire fenomeni in modo quantitativamente accurato prima della loro osservazione sperimentale. Tale requisito valida quindi allo stesso tempo la teoria stessa almeno per ciò che riguarda il dominio delle osservazioni svolte.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Il ricorso al formalismo analitico ovvero fisico-matematico sempre più spinto e sofisticato della fisica teorica si è accentuato con la fisica moderna del XX secolo pian piano che si è passati ad interpretare fenomeni infinitamente piccoli come quelli microscopici e fenomeni infinitamente grandi come quelli cosmici difficilmente riproducibili e osservabili in laboratorio e per i quali si sono succedute interpretazioni, deduzioni e predizioni matematiche delle quali in alcuni casi non ne è stata fornita ancora una prova sperimentale.

Se da una parte quindi con la fisica classica la fisica teorica corrispondeva essenzialmente all'elaborazione dei fatti sperimentali e all'estrapolazione della teoria secondo il più classico metodo scientifico, cioè seguiva l'aspetto sperimentale più facilmente osservabile, con la fisica del XX secolo la situazione può dirsi capovolta con la fisica teorica a rappresentare spesso il metodo di indagine più praticabile per l'avanzamento delle conoscenze procedendo spesso in maniera deduttiva e tramite esperimenti mentali indipendentemente dalla fisica sperimentale pervenendo in anticipo a risultati solo dopo sperimentalmente confermati o da confermare cioè dunque precorrendo le scoperte e in generale l'aspetto sperimentale.

A conferma di ciò si può citare ad esempio la celebre teoria della relatività di Einstein che elaborò tale teoria indipendentemente dalle osservazioni sperimentali e che solo successivamente ebbe conferme sperimentali. Riflessioni epistemologiche in merito furono elaborate da Karl Popper sotto forma di ridefinizione deduttivista-sperimentale del metodo scientifico.

Sebbene le scoperte teoriche necessitino comunque di una conferma sperimentale, un ulteriore vantaggio della fisica teorica sono i costi di ricerca che sono inferiori a quelli della fisica sperimentale dove pesano i costi degli esperimenti e dei macchinari associati, spesso imponenti come gli acceleratori di particelle.

Teoria fisica[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Teoria.

Una teoria fisica parte dall'assunzione di un certo numero, il più ristretto possibile, di ipotesi che sono poi sviluppate utilizzando la matematica per arrivare all'enunciazione, sotto forma di equazioni, di leggi fisiche a carattere universale. Maggiore è l'universalità delle leggi, ovvero più grande è il dominio di validità (esempio dalla scala microscopica alla scala dell'universo) più importante sarà la teoria corrispondente.

Teorie fondamentali[modifica | modifica wikitesto]

Le teorie fondamentali sono le teorie che costituiscono le fondamenta della nostra conoscenza fisica della natura. Sono teorie che hanno ricevuto svariate ed evidenti verifiche e conferme sperimentali e, d'altra parte, non hanno ricevuto alcuna confutazione sperimentale all'interno del dominio di validità che esse pretendono coprire. Sono pertanto delle teorie comunemente accettate dalla comunità universale dei fisici.

È importante sottolineare che una teoria fisica fondamentale può essere confutata da un esperimento, ma al di fuori del suo dominio di validità. Ad esempio, la teoria classica della meccanica galileiana è valida a velocità basse ma è confutata a velocità prossime a quelle della luce.

Fra le teorie fondamentali si possono enumerare:

Ed inoltre, possiamo aggiungere a queste anche alcune teorie più recenti, che hanno ricevuto alcune verifiche sperimentali e sono ancora in fase di verifica:

A volte un'evidenza sperimentale che contraddice la teoria originaria può portare alla sua riformulazione.

Teorie proposte[modifica | modifica wikitesto]

Quelle che si definiscono teorie proposte sono teorie relativamente recenti che non hanno ancora ricevuto un'evidente verifica sperimentale o che non sono ancora sufficientemente verificate dagli esperimenti, ovvero che sono in fase di verifica. Si possono citare ad esempio:

Se qualcuna di queste teorie verrà verificata da esperimenti, diventerà parte integrante della nostra concezione dell'universo, mentre le teorie alternative a quelle verificate, verranno scartate ed accantonate. Alcune di esse hanno un carattere piuttosto estremo e potrebbero essere definite protoscienza, mentre ad altre si addice maggiormente il termine pseudoscienza. Infine alcune di queste sono piuttosto marginali, nel senso che solo una ridotta parte della comunità dei fisici ritiene che potranno un giorno ricevere una conferma sperimentale.

Teorie confutate[modifica | modifica wikitesto]

Le teorie confutate sono teorie proposte nel passato, ma che sono state confutate alla prova sperimentale dei fatti. Citiamo ad esempio:

Note[modifica | modifica wikitesto]


Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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