Fisica cos'è la fisica

COSA E’ LA FISICA?
Quest’anno siete in I Liceo e dovrete affrontare una materia che fino ad ora  non avete mai incontrato, almeno esplicitamente: la Fisica. Perciò adesso è giunta l’ora di presentarvi questa nuova ed affascinante disciplina.
Potremmo dare una definizione semplice e diretta, tipo: “La Fisica è….” ma non è questo il modo in cui la Fisica vuole essere presentata! E’ meglio partire dai tanti argomenti che la Fisica studia, elencarli per bene e vedere cosa li accomuna: così facendo, capiremo subito senza alcun dubbio cosa è la Fisica.
LA FISICA STUDIA I FENOMENI NATURALI
In classe abbiamo elencato alcuni fenomeni studiati dalla Fisica: le forze, la spinta di Archimede, la leva, la marea.  Potremo andare avanti per parecchio tempo (gli argomenti della Fisica sono tantissimi!) ma piuttosto che portare avanti un elenco sterminato cerchiamo di capire cosa accomuna gli argomenti elencati sopra: in altre parole, cerchiamo di comprendere cosa hanno in comune tutti gli argomenti specifici trattati dalla Fisica in modo da conoscere qual è l’argomento generale che essa studia.
Per fare questo, in classe abbiamo confrontato la Fisica con altre materia che studierete al Liceo e che non sono collegate alla Fisica: l’Italiano - che studia il linguaggio e la letteratura della nostra Nazione-, le lingue e le letterature straniere, il Latino (che è comunque una lingua ed una letteratura italiana, anche se del passato).
Qual è la differenza fra la Fisica da una parte e Italiano+Lingue dall’altra? Pensateci…. Bravi! Le forze, la spinta di Archimede, la leva, la marea sono fenomeni naturali: cioè essi sono dei fenomeni presenti in Natura da sempre indipendentemente dalla volontà umana, la Natura li ha creati ed essi sono così come sono e noi non possiamo farci nulla. Sono stati scoperti dall’Uomo, non inventati da lui. All’opposto, la letteratura e la lingua sono invenzioni umane, create dalla nostra volontà.
Ecco allora il primo punto: la Fisica studia i fenomeni creati dalla Natura, cioè i fenomeni naturali. Non a caso la parola  “fisica” deriva dal neutro plurale latino physica, a sua volta derivante dal greco physikà – ovvero "le cose naturali", da physis, "Natura".
LA FISICA STUDIA LE LEGGI CHE REGOLANO I FENOMENI NATURALI
Adesso dobbiamo approfondire la questione: cosa significa precisamente “studiare i fenomeni naturali”? Per rispondere a questa domanda bisogna capire in che modo un fenomeno naturale funziona. Abbiamo considerato nuovamente le forze, la spinta di Archimede e la marea e abbiamo visto che questi tre fenomeni naturali sono regolati da leggi ben precise:
la forza è ciò che mette in movimento un corpo immobile
la marea è causata dalla forza di gravità del Sole e della Luna sulla Terra
un corpo galleggia in acqua perché riceve una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso dell’acqua spostata
Le frasi scritte sopra danno una spiegazione ai tre fenomeni: in altre parole le tre frasi descrivono la regola alla quale deve sottostare rispettivamente un corpo per essere messo in movimento,  l’acqua della Terra e un corpo immerso nell’acqua. Esse sono perciò delle Leggi: poiché governano dei fenomeni naturali, sono Leggi Naturali (o Leggi di Natura).
Abbiamo continuato la discussione affermando che la materia è composta da molecole a loro volta composte da atomi formati da un nucleo+elettroni in orbita intorno ad esso. Le forze che legano le molecole fra loro permettono l’esistenza dei solidi che altrimenti si sfalderebbero senza di esse.
Perciò anche la materia è soggetta a regole ben precise, cioè a Leggi Naturali. Possiamo generalizzare dicendo:
ogni fenomeno naturale è regolato da Leggi
Queste Leggi sono presenti nella Natura stessa e possono solo essere scoperte dall’Uomo, non inventate. E chi ha scoperto queste leggi nel passato…? pensateci… dei Fisici! Ma allora è chiaro: lo scopo della Fisica è proprio quello di scoprire e studiare le Leggi Naturali. Ecco, adesso possiamo dare una prima definizione: “la Fisica è la Scienza che studia le leggi che governano i fenomeni naturali, cioè le Leggi Naturali.”
LA FISICA STUDIA LE LEGGI CHE STANNO ALLA BASE DELLA NATURA
“Ma anche la Chimica studia i fenomeni naturali: infatti, la Chimica studia le trasformazioni delle sostanze ed esse sono certamente dei fenomeni naturali! E la  Geologia studia anch’essa fenomeni naturali come il terremoto mentre la Biologia affronta altri fenomeni naturali come la respirazione e il calore degli esseri viventi!” E’ vero: ed infatti tutte le materie scientifiche sono accomunate dal fatto di studiare fenomeni naturali. Allora cos’è che distingue la Fisica dalle altre Scienze? Prendiamo come esempio il terremoto. La geologia ne studia l’intensità, l’origine e gli effetti, misurandone le proprietà grazie a strumenti come i sismografi. Ma il terremoto altro non è che un’ondulazione del suolo che si propaga lungo la superficie terrestre grazie alle forze che le rocce del terreno esercitano una sull’altra: e la Scienza che studia le forze è la Fisica! La Chimica studia le reazioni fra atomi e molecole… ma le proprietà degli atomi e delle molecole sono studiate dalla Fisica! La Biologia studia come fa un animale a respirare e a produrre calore nel suo corpo: ma lo studio delle proprietà dei gas e del calore è proprio della Fisica!
In altre parole: alla base dei fenomeni naturali vi sono delle leggi e queste sono l’oggetto dello studio della Fisica. A questo punto dovrebbe essere chiaro qual è la definizione di Fisica:
la Fisica è quella Scienza che studia le leggi che stanno alla base dei fenomeni naturali

COME E’ NATA LA FISICA?
Fin dalla più remota antichità l’uomo ha guardato alla Natura con profondo stupore. Tutta la propria vita era (ed è tuttora) regolata da fenomeni naturali, dai più piccoli come la nascita della spiga del grano daI semplice chicco ai più grandi e tremendi come terremoti, tempeste, inondazioni, epidemie… fenomeni tanto comuni quanto apparentemente incomprensibili. Deve essere stato naturale per gli uomini del passato chiedersi quali fossero le cause di tutto ciò che accadeva intorno a loro. La persona che si è posta per prima la domanda: “Perché questo fenomeno avviene? Cosa lo causa?”  è stato in realtà il primo Fisico!
NELL’ANTICHITA’ NON ERA PRESENTE L’IDEA DI LEGGE NATURALE
Anticamente si riteneva che gran parte dei fenomeni naturali fossero al di fuori della comprensione umana: l’uomo era troppo piccolo di fronte allo scatenarsi della Natura per poter avere un qualche controllo su di essa. Per avere un’idea del pensiero degli antichi leggiamo come Omero (700-800 a.C. circa) descrive l’epidemia dei Greci intorno a Ilio:
L'udì Febo (Apollo), e scese dalle cime d'Olimpo in gran disdegno coll'arco su le spalle, e la faretra tutta chiusa. […] Piantossi delle navi al cospetto : indi uno strale liberò dalla corda, ed un ronzìo terribile mandò l'arco d'argento. Prima i giumenti e i presti veltri assalse, poi le schiere a ferir prese, vibrando le mortifere punte; onde per tutto degli esanimi corpi ardean le pire  (Libro I)
O come Omero descrive l’inondazione del fiume Xanto che ferma Achille:
Allor si volse (il dio del fiume) Xanto ad Apollo: Saettante iddio, Giove fatto t'avea l'alto comando di dar soccorso ai Teucri insin che giunga la sera […].E tu del padre non adempi il cenno? Mentr'egli sì dicea, l'audace Achille si scagliò dalla ripa in mezzo al fiume. Il fiume allor si rabbuffò, gonfiossi, intorbidossi, e furïando sciolse a tutte l'onde il freno […] Orrenda intorno al Pelìde ruggìa la torbid'onda, e gli urtava lo scudo impetuosa, sì ch'ei fermarsi non potea su i piedi. (Libro XXI)
Dal testo è evidente che Omero ritiene che i fenomeni naturali, almeno quelli più tremendi come le epidemie e le inondazioni, siano espressioni della volontà divina, cioè dovute a poteri sovrannaturali estranei al mondo umano. In altre parole: per Omero non esistono leggi che governano il mondo naturale ma solo potenze sovrumane che determinano i fenomeni secondo il loro capriccio. Se questo pensiero non fosse cambiato, la Fisica non si sarebbe mai sviluppata!
Eppure, anche nel più remoto passato, l’embrione di un pensiero fisico è sempre stato evidente. Consideriamo le grandi civiltà come quella Egiziana o Sumero-Babilonese e le loro opere: piramidi, torri, mura, canali di irrigazione, acquedotti, navi… tutte cose che per essere costruite abbisognano della Fisica! Infatti, pensateci un po’: sarebbe possibile costruire una piramide alta più di cento metri senza conoscere le leggi del Peso e dell’Equilibrio? E costruire i canali di irrigazione senza conoscere le leggi del moto delle acque? E costruire navi senza conoscere le leggi del galleggiamento? Sicuramente no! Per poter fare queste cose è necessario avere buone conoscenze delle leggi naturali, cioè bisogna conoscere la Fisica.
Da ciò che ho appena detto è evidente che fin dal più remoto passato gli uomini hanno compreso che almeno alcuni fenomeni naturali erano governati da leggi ben precise che hanno cercato di conoscere per ottenerne dei vantaggi pratici. E’ stata la conoscenza di queste leggi, cioè della Fisica, che ha permesso il sorgere delle Civiltà perché altrimenti non sarebbero mai esistite le opere in muratura, i campi irrigati, le città rifornite d’acqua dagli acquedotti, le navi ed i carri per il trasporto delle merci, l’uso del metallo, ecc. Dirò di più: spesso è stato lo sviluppo della Fisica che ha determinato cambiamenti epocali nella Civiltà umana, come ad esempio quando è stata inventata la tecnica per produrre strumenti in ferro o, in tempi molto più recenti, l’invenzione delle macchine a vapore.
L’idea che almeno alcuni fenomeni naturali fossero governati da leggi ben precise si è estesa sempre più: adesso sappiamo che non esistono spiriti sovrannaturali a dirigere la Natura ma che ogni fenomeno è governato da leggi proprie e comprensibili dall’uomo: in pratica sappiamo che la Fisica è in grado di spiegare ogni fenomeno naturale che accade intorno a noi!
Ma ora che sappiamo cosa è la Fisica che ce ne facciamo? Provate a darvi voi stessi delle risposte!