Tesine 2001
Lettura
e commento della memoria storica: Thoughts on-rays vibration
di M. Faraday (1846)
in M. Faraday, Experimental Researches in Electricity
Daria Leuratti
| Riflessioni
sulla vibrazione delle linee di forza |
4. RIFLESSIONI SULLE VIBRAZIONI DELLE LINEE DI FORZA
L’interesse a
questa lettera deriva sia dalla considerazione che “è
il frutto più speculativo di quest’istanza antispeculativa
di Faraday” ( La Forgia), sia dalla considerazione che
“costituisce una sorta di dialogo interiore, un tentativo
di chiarire a se stesso le proprie idee e di ricavarne
tutte le possibili implicazioni” ( L.Pearce Williams
). Il fatto che essa segni l’inizio di una nuova stagione
di ricerche sperimentali non ci interessa quanto analizzare
in dettaglio questa memoria di Faraday in relazione
al cammino sperimentale e teorico che l’ha condotto
fin qui.
“Thougths on Ray-Vibrations“, come già accennato,
è una lettera, successiva ad uno dei settimanali
incontri del venerdì sera della Royal Institution,
incontro in cui era stato descritto il cronoscopio elettromagnetico
di Wheatstone per la misura della velocità del
segnale elettrico.
La misura della velocità dell’elettricità
produce in Faraday una serie di riflessioni che espone
alla chiusura della riunione, nient’altro che “vaghe
impressioni della mente”, spunti congetturali.
Inutile dire che tali spunti sono di estremo interesse:
“Il punto che doveva essere posto all’attenzione
degli ascoltatori era se non fosse possibile che le
vibrazioni che si suppone spieghino la radiazione e
i fenomeni radianti, fossero anche presenti nelle linee
di forza che collegano tra loro particelle e, conseguentemente
, masse di materia; se venisse accettata, quest’ipotesi
consentirebbe di rinunciare all’etere che secondo un’altra
visione, si suppone essere il mezzo in cui le suddette
vibrazioni hanno luogo” Il problema fondamentale
è la propagazione, il tempo. E’ il 1846. Il fisico
più contrario alle speculazioni teoriche in una
frase sintetizza più di 50 anni a venire di Fisica:
con il senno di poi vi potremmo rintracciare le onde
elettromagnetiche, l’ abbandono del concetto di etere…Ma
,come consiglia giustamente Faraday, è bene giudicare
con cautela.
Infatti Faraday dichiara che ciò che lo ha spinto
in questa congettura, cioè a ritenere che le
linee di forza siano la possibile sede delle vibrazioni
di fenomeni radianti è proprio la sua concezione
di materia, la sua ipotesi di atomi alla Boscovich,
intesi come centri di forza : dove le linee di forza
sono presenti, là c’è la particella. Giustamente
è stato detto che l’adesione d Faraday alla teoria
di Boscovich non è tanto propositiva, quanto
un escamotage per veicolare la propria idea di linee
di forza reali con le diverse concezioni della fisica
ufficiale (atomi,materia, forza a distanza,etere). Lo
scopo è di applicare la sua concezione di linee
lungo cui si propagano vibrazioni anche a quei fenomeni
legati all’esistenza dell’etere come la luce. L’etere
si potrà dunque considerare superfluo, ma per
arrivare a questa considerazione Faraday conduce dei
paragoni volutamente paradossali.
Faraday propone una visione congiunta della materia
e della radiazione : se si ammette che la luce si debba
propagare attraverso un etere, dotato di determinate
proprietà, l’elettricità si può
pensare si propaghi ugualmente attraverso vibrazioni,
attraverso un filo metallico e questa propagazione dipende
dalle “forze della materia”. Queste diverse
forze costituiscono le diverse proprietà dei
corpi: la diversa conducibilità, capacità
termica ecc .
L’etere e la materia ordinaria devono essere paragonabili:
o costituiti entrambi di nuclei considerati in astratto
come materia con le relative forze associate (la dottrina
atomica da cui Faraday si tiene distante) o costituiti
entrambi da atomi considerati centri di forza, secondo
la teoria di Boscovich. Contrariamente alle apparenze
l’etere risulta meno ponderabile del rame, ad esempio,
non perché ci siano meno nuclei rispetto il rame
, ma perché sono minori le forze che da esso
provengono, responsabili di tale qualità. Paradossalmente
tra etere e materia usualmente intesa l’etere avrebbe
più nuclei e meno forza. Eppure ufficialmente
è il contrario :”Mi sbaglio forse nel ritenere
che l’idea condivisa di etere affermi che i nuclei di
quest’ultimo sono, probabilmente, infinitamente piccoli
e che la forza che li caratterizza, cioè l’elasticità,
infinitamente grande? Ma se questa è la nozione
accettata , cosa resta all’etere se non la forza o i
centri di forza?” In questo caso non si può
pensare all’etere diverso dalla materia ponderabile,
se non per il fatto che a quest’ultima sono associate
forze maggiori e diverse.
Fino a questo punto, Faraday si è mosso su un
terreno altrui, ha accettato di usare ipotesi al posto
dei fatti, ha consapevolmente usato in modo disinvolto
concetti e teorie,che in fondo considera inutilizzabili,
secondo la epistemologia da lui più volte ribadita.
E’ chiaro che si sente libero di utilizzare le vaghe
impressioni della mente per arrivare alla questione
fondamentale:
“In filosofia sperimentale possiamo riconoscere,
nei fenomeni, diversi tipi di linee di forza : le linee
della forza gravitazionale ,quelle dell’induzione elettrostatica
,quelle dell’azione magnetica e altre ancora. Molti
ritengono che le linee dell’azione elettrica e magnetica
agiscano attraverso lo spazio come le linee gravitazionali.
Da parte mia tendo a credere che quando intervengono
particelle di materia (centri di forza) queste ultime
partecipano al trasporto della forza lungo la linea,
ma quando non ci sono, la linea proceda attraverso lo
spazio“
La rappresentazione che Faraday dà delle linee
è fisica ; tramite la teoria atomica di Boscovich
esse diventano parte della materia, irraggiamenti attraverso
zone di centri di forza e zone prive di essi ; questa
concezione sarà potente come mezzo euristico
per lo studio del comportamento dei corpi in relazione
al magnetismo, a seconda del grado di convergenza o
divergenza delle linee di forza nella loro propagazione.
L’ipotesi del “campo unificato” è buttata con
apparente disinteresse (molti ritengono che..), ma è
un nodo essenziale di questa visione della realtà
che finalmente Faraday può sentire sua, visione
che include in sé i fatti di anni di ricerca.
Ma in che modo le linee di forza agiscono? Se le linee
hanno questo requisito materiale, non è difficile
“attribuire a queste linee di forza un qualcosa
che può essere concepito come facente parte della
natura dell’urto o della vibrazione laterale” L’esempio
che descrive è semplice: se due corpi A e B sono
in quiete ad una certa distanza e si considera una data
direzione, l’effetto delle linee è quello risultante
dalla presenza dei corpi, ma se uno dei due viene spostato
lateralmente a quella direzione, si produrrà
un disturbo laterale nella risultante. Le linee
diventano il mezzo di propagazione di questa perturbazione:
è giunto il momento di dire che esse possono
sostituire l’etere, che appare del tutto superfluo.
Quali sono le linee capaci di trasmettere queste azioni?
“Non ho la pretesa di rispondere a tale domanda
con sicurezza,; la sola cosa che posso dire è
che , in ogni luogo dello spazio, sia ( per usare una
frase comune) privo che pieno di materia, non
percepisco nient’altro se non forze e linee nelle quali
le forze si esercitano” Le vibrazioni
sono ormai il collegamento necessario tra i fenomeni
della natura: la radiazione è solo un'altra specie
di vibrazione di linee di forza. La propagazione impiega
tempo, anche la vibrazione di qualsiasi
linea impiegherà tempo. Un ‘ azione istantanea
non può rientrare in questa concezione: “non
so se esistano dati che abbiano dimostrato o che possano
dimostrare che una forza come la gravitazione agisca
senza impiegare tempo o che, riguardo le linee di forza
esistenti, dimostri che un disturbo laterale di esse
..giunga istantaneamente all’altra estremità
delle linee..”
Alla fine di questa lettera è con il solito pudore
che Faraday esprime la propria consapevolezza che queste
idee, che si è lasciato sfuggire nella riunione
di un venerdì qualunque, in uno dei tanti incontri
della Royal Institution, le ha scritte, ha dato loro
forma solo “perché esse saranno sicuramente
sviluppate in un modo o in un altro”.
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