martedì 27 settembre 2011

Infinitamente grande, infinitamente piccolo.


Fra tutti i nostri sensi, la vista è quello che fornisce alla mente il maggior numero di informazioni. […] Non sorprende che anche gli strumenti scientifici tendano soprattutto a potenziare la vista, estendendola in nuovi lontani ambiti di scala, di intensità e di colore.”
(tratto da “Potenze di dieci”, P. e P. Morrison, Zanichelli, 1986)

E' proprio con questa citazione, tratta da un testo che ritengo fondamentale per la biblioteca di un insegnante di scienze, per la chiarezza e l'immediatezza con le quali riesce ad affrontare un argomento così importante e necessario per comprendere la Fisica, le sue motivazioni e i suoi scopi, che vorrei aprire questo articolo dedicato appositamente a una tematica specifica: la Fisica e l'infinitamente grande, la Fisica e l'infinitamente piccolo.
La prima immagine che si è formata nella mia mente quando ho letto il tema del Carnevale della Fisica di settembre (che tra l'altro vi invito a consultare!) è stata quella di un video meraviglioso, legato strettamente al testo appena citato, che mostra in maniera molto chiara e intuitiva, a partire dalla nostra dimensione con una scena di vita quotidiana, come noi possiamo essere soltanto un gradino intermedio di una enorme scala dimensionale che va dall’infinitamente grande all’infinitamente piccolo. Il video, attraverso immagini significative, ci porta in un viaggio fatto di ingrandimenti e rimpicciolimenti, sulle potenze di 10 che ci permettono di moltiplicare o dividere la nostra visione del mondo anche per numeri altissimi.
E così da un tranquillo pic-nic sul lago si arriva a “vedere grande” quanto i confini più lontani dell’universo o a “vedere piccolo” quanto le particelle di cui è composto un atomo di carbonio. Una visione affascinante di come ciò che percepiscono i nostri sensi non sia altro che una sola delle infinite possibilità che possiamo avere (grazie agli strumenti che “prolungano” i nostri occhi) di osservare la realtà che ci circonda.
Una ricostruzione simile, si può anche trovare a questo indirizzo.
Sono entrambi affascinanti viaggi che si possono percorrere assieme ai bambini e li possono accompagnare nella scoperta di ciò di cui siamo composti (infinitamente piccolo) e di ciò di cui facciamo parte (infinitamente grande).

Ma prima di addentrarci nella questione, partiamo da alcune considerazioni.
Una condizione essenziale per poter “fare scienza” con i bambini è quella di insegnare loro ad osservare. I bambini nascono con gli occhi spalancati al mondo e fin dai primi giorni di vita la vista è lo strumento principale tramite il quale scoprono la realtà. Man mano che crescono, però, il “vedere” e il “guardare” non bastano più, è fondamentale che imparino ad “osservare” ciò che li circonda, non solo per conoscere, ma anche per comprendere i perché di ciò che accade quotidianamente intorno a loro.
Un insegnante di scienze deve prima di tutto predisporre occasioni di vera e propria osservazione, ponendo domande guida, lasciando che i bambini formulino le loro ipotesi e che a loro volta pongano le loro personali domande. Più si offriranno ai bambini occasioni per osservare il mondo, più loro saranno spinti a svolgere questa attività spontaneamente, durante tutti i momenti della loro vita quotidiana.
Questo modo di lavorare stimola in loro la sana curiosità, base essenziale per rendere più durature, fondate e dotate di senso le conoscenze e competenze acquisite, dando loro anche una connotazione trasversale: tutto è interconnesso con tutto, tutti i fenomeni in qualche modo sono collegati tra loro.
Ecco perché l’osservazione per uno scienziato (anche piccolo, come i nostri bambini) è uno strumento di lavoro essenziale. Purtroppo spesso i bambini e poi gli adolescenti si abituano ad avere sempre più risposte pronte e preconfezionate da libri, adulti, internet, ecc… e in questo modo si perde la voglia di osservare e di verificare nella pratica ciò che si legge o si sente. La nostra capacità critica ne perde in attività e il fatto di “fidarsi” di qualcuno che ci dice semplicemente una cosa, senza dimostrarcela ci fa a volte incorrere in convinzioni errate e idee scientificamente poco corrette.
Io non dico che non ci si debba fidare di nessuno, però il mio stile di lavoro mi porta il più delle volte a mettere i bambini di fronte a delle situazioni contraddittorie, a dei conflitti cognitivi, che riguardano spesso ciò che noi vediamo semplicemente (o sentiamo, o leggiamo) e ciò che davvero accade, con tutte le sue cause, conseguenze, effetti e spiegazioni. Solo in questo modo potranno nascere idee scientifiche…e magari anche futuri grandi scienziati!
Partiamo dal nostro punto di vista. Gli esseri umani hanno più o meno uno standard di dimensioni che li caratterizza. Noi osserviamo la realtà quotidianamente con i nostri occhi e possiamo arrivare a scoprire moltissimi fenomeni diversi.
Così facevano anche gli antichi prima di noi, che addirittura hanno scoperto (o ipotizzato) una grande parte del mondo scientifico che ora conosciamo.
Però a un certo punto ci accorgeremo (così come gli antichi si sono accorti prima di noi) che gli occhi non bastano più…servono degli aiuti, delle protesi per permetterci di vedere di più, di vedere meglio, di vedere più a fondo la realtà.
E così possiamo procedere verso due strade: o vogliamo osservare meglio le cose piccole, molto più piccole di noi, per capire come sono fatte (in questo caso dobbiamo osservare “più piccolo”); oppure vogliamo capire se anche noi siamo parte di un sistema più grande, se anche noi e la nostra realtà immediatamente visibile siamo i costituenti, le particelle di qualche cosa che ci contiene ed “è fatto di noi” (in questo caso dobbiamo osservare “più grande”).

L'INFINITAMENTE GRANDE
La disciplina specifica, con riferimento alla fisica, che si occupa di indagare ciò che rispetto a noi è infinitamente grande e di osservarlo e studiarlo è senza dubbio l'Astronomia.
Grazie all'Astronomia possiamo infatti vedere “più grande” (rimpicciolire le cose che vediamo per renderci grandi quanto loro o renderle piccole quanto noi), nel senso che gli spazi molto grandi ci impediscono di vedere bene le cose molto lontane. In questo senso “osservare più grande” significa anche “osservare più lontano” e capire tutto ciò che ci circonda e di cui noi, piccoli esseri umani, facciamo parte.
Non è facile capire l'infinitamente grande, ma ne possiamo avere un assaggio fin da bambini con delle piccole esperienze proponibili in classe che possano far comprendere, almeno in piccola parte, come la dimensione umana (in questo caso intesa proprio nel senso geometrico-fisico) sia piccola e limitata rispetto a quello che le sta intorno. Mi collego, quindi a due esperienze riportate in questo blog che possano dare l'idea della dimensione infinitamente grande.
La prima è un'esperienza in cui un grande scienziato è arrivato per la prima volta a “vedere l'infinitamente grande” attraverso uno strumento nuovo e mai utilizzato fino ad allora: il “telescopio”. Si tratta di Galileo Galilei e della scoperta dell'Universo a partire dai primissimi passi, grazie al prolungamento della sua vista tramite l'uso dell'allora chiamato Cannocchiale. L'articolo, scritto qualche tempo fa, si intitola Il Sidereus Nuncius di Galileo Galilei raccontato ai bambini e tratta appunto di un'esperienza didattica in cui le scoperte fatte da Galileo e trascritte nel famoso testo, sono state le stesse svolte dai bambini, in un'attività di classe.
La seconda esperienza che ritengo importantissima per lo sviluppo di questa tematica relativa all'idea di infinitamente grande è la scoperta delle dimensioni “reali” del Sistema Solare (che è solo una piccola parte dell'Universo, ma è comunque quella a noi più “familiare”) attraverso la riproduzione in scala dello stesso a scuola. L'articolo si intitola Il Sistema Solare in scala e riporta un'esperienza svolta a scuola alcuni anni fa.

L'INFINITAMENTE PICCOLO
L'uomo misura le cose in base alla sua dimensione. Per lui, è un continuo confrontare la dimensione umana e le altre dimensioni, come se l'uomo si trovasse a un livello esattamente intermedio tra il “grande” e il “piccolo” (in questo caso l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo). Anche nel video già citato sembra che l'uomo stia perfettamente a metà tra le scale dimensionali in “salita” e in “discesa”.
L'uomo ingrandisce o rimpicciolisce i suoi occhi e la sua mente per capire le diverse dimensioni, ma ha ancora molta strada da fare per arrivare ad una comprensione accurata di tutto ciò che lo circonda...e la Storia della Scienza ce lo insegna continuamente.
Fresca di qualche giorno fa è la notizia dei neutrini che ha fatto subito il giro del mondo (e “più veloce della luce” mi verrebbe da aggiungere!). Così come le cose infinitamente grandi, così enormi da faticare ed entrare dentro alla nostra mente, anche ciò che esiste di infinitamente piccolo è difficile da comprendere...e quindi anche da studiare.
Al di là del significato di questa notizia, delle motivazioni o delle conseguenze, che ora non andrò a toccare (magari prossimamente!), io credo che la cosa che più abbia sconvolto la comunità scientifica (prima ancora dell'opinione pubblica che in gran parte ha capito solo marginalmente ciò che in effetti è accaduto), credo sia stato proprio l'assistere a una scoperta inaspettata, sorprendente, che deve però essere ancora verificata e studiata in tutti i dettagli, ma che certamente apre uno scenario interessante sulla visione della Fisica e delle sue leggi.
La mente umana è troppo piccola per contenere gli eventi “grandi” e troppo grande per aver abbastanza dimestichezza con i fenomeni “piccoli”...però tenta sempre di andarli a scoprire e capire fino in fondo, nonostante la sua dimensione sproporzionata. Ci vuole pazienza, in entrambi i casi.
È chiaro che se l'uomo è il metro di sé stesso, le scoperte e le conoscenze (così come la Storia della Scienza da sempre ci mostra) procederanno sempre in ordine di grandezza, dalla dimensione umana al grande (fino ad un limite tendente a infinito) e dalla dimensione umana verso il piccolo (sempre con un limite tendente a infinito).
Non si sa ancora, però, se l'uomo si trovi proprio nel mezzo. Il fatto che la percezione dipenda dalla nostra dimensione non significa che si possa procedere nelle due direzioni di grandezza di pari passo.
Insomma, la strada è ancora lunga, sia per farci grandi che per farci piccoli abbastanza. Non abbiamo fretta e procediamo anche con i bambini un passo alla volta, distaccandoci sempre di più dalla nostra dimensione e tuffandoci via via nelle altre.

Per arrivare ad osservare l'infinitamente piccolo dobbiamo vedere “più piccolo” (ingrandire le cose che vediamo per renderci piccoli quanto loro o renderle grandi quanto noi). In questo senso “osservare più piccolo” significa “osservare più vicino” e capire tutto ciò che ci costituisce e di cui noi, grandi esseri umani, siamo fatti.
Proprio in quest'ottica si pone l'attività che propongo per questa sezione: Microscopiche vedute, un articolo che racconta un'esperienza proponibile alla scuola primaria che fa uso di un microscopio...e di tutti i tipi di carta stampata! Che cosa si nasconde tra l'inchiostro e la carta? Scoperte incredibili, sicuramente! :-)

Buon viaggio quindi a tutti voi, salendo e scendendo per le scale dimensionali...

1 commento:

  1. che respiro di genio che sei!
    vorrei avere un figlio per mandarlo a scuola da te!Grazie!

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