Prosegue il viaggio metaforico di MeteoWeb nella mente e nei pianeti ispirato a Dante Alighieri e Lewis Carroll, con libera traduzione con note del testo ‘What Planet Do You Live On Anyway? The Geologic of Scientific Discovery‘, a cura di Rita Zoccoli e sotto la sapiente guida del prof. Giuliano Panza. E se uno dei personaggi citati nella Divina Commedia fosse Marco Polo, ma sotto ‘mentite spoglie’?
Il Rasoio di Occam
“Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem.”
William di Ockham o, come avrebbe preferito, Bill Ocm, o meglio ancora, Bil o Wm (William, sempre più … eliso dal suo rasoio), quindi Wm Ocm, è noto per il Rasoio di Occam, il principio di parsimonia (un canone metodico di semplificazione). Era un don di Oxford, un Francescano, un filosofo, un minimalista e un credente nella semplicità. Non è sorprendente che sia stato accusato di eresia. Einstein ha detto che le teorie dovrebbero essere enunciate nel modo più semplice possibile, ma non essere più semplici.
Il Rasoio di Occam non è una lama di sicurezza – è una lama a doppio taglio. La semplicità è certamente una virtù nella scienza, ma è la causa o l’effetto che dovrebbe essere semplice?
Un mantello omogeneo è certamente la più semplice visione possibile della porzione principale della Terra. Ma come si fa a concepire un mantello omogeneo in una Terra disomogenea (crosta, mantello, nucleo esterno, nucleo interno), Terra che fra l’altro, è il risultato di fenomeni di accrescimento, di evaporazione e di fusione? Un mantello omogeneo si raffredda rapidamente ed anche il nucleo potrebbe congelare.
L’accrescimento omogeneo – l’aggregazione di oggetti uniformi – è la visione più semplice della formazione della Terra. Ma un oggetto di tal fatta diventa più caldo man mano che cresce in dimensione e i processi di fusione, evaporazione e separazione gravitazionale generano un corpo disomogeneo. La crosta leggera ed il nucleo denso sono i risultati più ovvi di questo semplice processo uniforme. Come può essere in grado il mantello di mantenere o di riacquistare la sua omogeneità in vista della sua ovvia differenziazione complessiva? Diversi meccanismi sono stati proposti, ma ora noi abbiamo un’evoluzione complessa e l’altro lato della lama del Rasoio di Occam viene ad incidere. Il mantello è probabile che sia disomogeneo – alcuni lo chiamano un ‘budino di prugne’ – semplicemente perché la fusione e la stratificazione legata alla densità sono processi difficilmente reversibili. La convezione, in una pentola di piselli a bollore, cambia, se si mescola con un cucchiaio. Minestre di verdura incustodite su una stufa producono scorie e residui, come fanno gli altiforni, il non plus ultra delle macchine da convezione realizzate dall’uomo. Ciò non vuol dire che due fluidi non possano rimanere intimamente uniti per convezione, ma punti di fusione, densità, dilatazione termica, viscosità ed effetti di pressione devono essere mantenuti in equilibrio nel tempo, quando il sistema si raffredda e le sue proprietà cambiano. Questo non è semplice. In particolare, se tutti gli elementi … indipendentemente dal loro stato fisico, punti di fusione, solubilità … devono essere coinvolti.
Anche i laboratori di ricerca di Campbell non sono stati in grado di progettare una minestra di verdure che non richieda di essere “mescolata di tanto in tanto”. La pentola viene riscaldata dal basso e diventa poderosamente convettiva (cioè va in ebollizione), ma la convezione non è sufficiente per evitare che si formi del bruciaticcio sul fondo di pentole di minestroni. La pentola deve essere mescolata dall’alto. I geodinamici spesso invocano il “dito di Dio” per fare cose che il computer non può fare. Se si vuole un mantello “omogeneo” (ben amalgamato) e che sia anche convettivo, si ha bisogno del dito, o meglio del cucchiaio, di Dio. Più probabilmente, le cose leggere galleggiano e le cose dense affondano, proprio come fanno l’olio e la pasta in un minestrone lasciato incustodito, collocandosi proprio come i peccatori nell’Inferno di Dante.
Le migliori teorie sono state snellite dal Rasoio di Occam. La parsimonia è una discriminante per una buona teoria. Più sono presenti cose superflue e aggettivi (e fiabe di fatine dei denti), più la teoria è sospetta. E’ sempre preferibile la spiegazione, al tempo stesso la più semplice ed esteticamente più gradevole, cioè elegante, che fornisce il maggior numero di informazioni con il minimo sforzo. Le attuali ipotesi relative al pennacchio e al mantello primordiale non rispondono a questi criteri. Alcuni geochimici hanno confuso il rasoio di Wm con il rasoio Gillette, come vedremo.
L’ipotesi più semplice che si può formulare relativamente alla Terra, è che essa sia esistita da sempre e che nulla sia mai cambiato. Si tratta di un Pianeta Primordiale, residuo avanzato dalla creazione. Tale concetto era la base della teoria della Luna di Harold Urey e di molte teorie sulle comete e sulle parti esterne più fredde del sistema solare. Ma per rendere questa teoria della Terra compatibile con l’osservazione, sono necessarie molte ipotesi ausiliarie, una per ogni nuova osservazione. Anche se la prima teoria è semplice, la presenza di ingombranti ipotesi ausiliarie indica che, secondo il Rasoio di Occam, questa teoria deve essere rifiutata.
Il Rasoio di Occam è usato per eliminare tutte le ipotesi inutili. Per comodità del Lettore queste sono state messe nell’elenco delle “Ipotesi Inutili.
“A mio parere il progresso nella scienza è di solito raggiunto
facendo cadere le ipotesi.”
David Bohm
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Glossario
astenosfera – nel caso in cui lo abbiate dimenticato, questo è lo strato debole nel mantello, chiamato anche lo strato plastico, la zona a bassa viscosità e lo strato a bassa velocità. Le placche scorrono su questo strato.
elio-3 (³He) – un elemento formatosi durante il Big Bang e, quindi, Primordiale.
fatine dei denti – è stato detto prima, ma lo avete probabilmente dimenticato. I bambini credono nelle fatine dei denti, che li rallegrano quando perdono un dente. Nella scienza una fata dei denti viene evocata quando, altrimenti, non vi è alcuna spiegazione. Le fatine dei denti sostituiscono i denti … e le idee.
gas nobili – gas che non si combinano con altri elementi: elio, neon, argon, krypton, xeno, radon, a volte chiamati “gas primordiali”.
litosfera – robusto guscio esterno della Terra; anche placca. E’ diversa dal coperchio (lid) sismico e dallo strato limite termico(3).
magma – una roccia fusa o parzialmente fusa. Un tipo di magma si chiama aa. Nelle isole Hawaii vi sono condominî costruiti sulla cima di colate laviche recenti, pubblicizzati come “AA Real Estate”.
metalli nobili – metalli che spesso si presentano in forma pura: oro, platino, osmio, iridio … La maggior parte di questi sono nel nucleo.
onde sismiche – onde sonore e onde vibrazionali, che viaggiano attraverso la Terra. Non sono come le onde della luce, che viaggiano attraverso lo spazio. La loro velocità dipende dalla loro direzione di propagazione, frequenza e profondità di penetrazione. La loro velocità è controllata dalla densità e dal
modulo elastico – la proprietà fisica che dice quanto un materiale si riduce, si espande o si deforma, se soggetto a forze ad esso applicate. Robert Hooke, come giusta ed indignata nemesi nei confronti di Newton, suo iconoclasta, per primo ha calcolato la relazione tra forza e alterazione (relazione sforzo-deformazione), che è conosciuta come
legge di Hooke – la legge fondamentale dell’elasticità.
moduli – il plurale latino di modulus. Il Latino può essere poco chiaro. Ecco perché Dante ha scritto in Italiano. Ma i Bacon Boys – Roger e Francis – hanno scritto in Latino.
rasoio di Occam – semplicità di ipotesi nelle formulazioni logiche. Concetto applicato da Guglielmo di Occam alle ipotesi scientifiche; fare di più con meno. Ignorare il Rasoio di Occam porta al paradosso; PSHA è inutilmente complicato e solo apparentemente preciso.
siringa – inventata nel 1646 circa da Blaise Pascal, che inconsapevolmente ha dato il suo nome all’unità di viscosità, sostituendo il bel nome di Poise che ha svolto il suo compito bene e con grazia per centinaia di anni. La siringa, pertanto, non è un’invenzione moderna, ma è venuta alla ribalta negli ultimi decenni del XX secolo, quando è stata utilizzata da due Australiani per iniettare olio caldo nel fondo di un serbatoio di sciroppo di mais, generando in tal modo strette correnti ascensionali con la testa a forma di palloncino, che sono state chiamate code di pennacchio e teste di pennacchio, e successivamente utilizzate come una metafora visiva o cartone animato, per come potrebbe comportarsi il mantello. Il semplice riscaldamento di una pentola piena di liquido non dà queste strutture belle ed erotiche. Nessuno ha spiegato chi si occupa della siringa alla base del mantello. Sono stati suggeriti vari demoni e diavolerie, ma altri preferiscono fatine dei denti e Dio. Gli studiosi stanno discutendo su questo.
scienza voodoo – Robert Park in La Scienza Voodoo, la Strada dalla Follia alla Frode, definisce il Voodoo come patologico, spazzatura, pseudo-scienza e scienza fraudolenta, che spesso domina la divulgazione televisiva della ‘scienza’. Questo libro è un degno successore di Straordinari Deliri Popolari e la Follia delle Folle, pubblicato da Charles MacKay più di 150 anni fa. La scienza Voodoo è diversa dalla cattiva scienza, ma la si può mettere a livello di quest’ultima, quando l’auto-illusione prende piede. Come disse Dick Feynman “Non bisogna ingannare se stessi … “. Anche in Italia la trattazione della Scienza in TV è caratterizzata da frammenti chiamati ‘fattoidi’, parola che significa, letteralmente, ‘non un vero e proprio dato di fatto’.
tana del coniglio – l’equivalente di Lewis Carroll per la Porta dell’Inferno di Dante, l’ingresso all’Inferno.
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Dialogo
LA PARTITA A SCACCHI
ALICE Credo di capire la deriva. I continenti si muovono come i pezzi degli scacchi su una scacchiera.
REGINA di CUORI Se siete annoiati, potete sospendere il gioco!
CONIGLIO Questo è un gioco da Flatlandia(4). Il gioco della dama è più divertente, con un sacco di salti.
VIRGILIO La maggior parte dei giochi sulla Terra si fanno muovendosi solo intorno alla sua superficie. Per sapere la Verità e vedere la Luce Divina, prima è necessario scendere molto al di sotto della scacchiera.
DA Si può pensare a quello che potrebbe esserci sotto di noi. Si possono scrivere poesie sull’argomento. Si possono fare metafore.
V Non senza la guida della Ragione. La Ragione viene prima della Fede.
ALICE Questo non è il mondo di Sofia(5). Ne ho già abbastanza di Filosofia!
SOCRATE E’ questo il tuo vero stato d’animo?
ALICE Fammi sentire quello che ne pensano gli Inglesi. I Dons di Cambridge e i Lord scozzesi, per esempio.
CANTO V IL VESTIBOLO DELL’INFERNO
Qui ci sono gli Opportunisti e le Anime che non hanno preso posizione. Costoro corrono nudi, inseguendo l’ondeggiare di un’insegna, impegnati solo a seguire le maree che cambiano, adeguando il proprio percorso al mutare del vento e rincorrendo eternamente una bandiera sfuggente. Si muovono nel buio. Sono persone cadute in disgrazia, anime che hanno perso il ben dell’intelletto.
Il vestibolo è abitato da una commistione di angeli codardi e di esseri umani pusillanimi – coloro che vissero senza infamia e senza lode, senza aspettative, a causa dell’ignoranza intellettuale e della paura del fallimento, principali cause della viltà.
Qui non troverete Burnet, Newton o Kelvin. Non troverete i sostenitori, gli appassionati, i prestigiatori o quelli con un ideale. Le Dogmatiti sono più in profondità, i Maestri di Saggezza sono più in alto.
Quelli con una visione, un’intuizione o con opinioni precise sono santi o dannati. Essi certamente non risiedono nel Vestibolo.
Quando Alice entrò nella tana del coniglio, inizialmente il buco si presentava dritto come un tunnel, prima di flettere bruscamente verso il basso. Questo era il vestibolo del coniglio. Nel Paese delle Meraviglie ciascuno aveva le sue proprie opinioni ben precise. Erano tutti più profondi.
Le idee moderne, invece, sono echi del passato. Gli echi più sonori sono quelli rappresentati dalle idee degli ultimi 300 anni.
Controversie Risolte ed Irrisolte
Al contrario.
Tuideldì
Le teorie della Terra si sono evolute e molte delle aspre polemiche degli ultimi 200 anni sono state risolte. Queste polemiche includono la modalità di accrescimento dei pianeti, l’età della Terra, il ruolo degli impatti successivi, la mobilità della crosta e del mantello e l’origine del campo magnetico. In tutti questi settori il progresso riguarderà affinamenti e più cifre decimali(6). Karl Popper chiama questo processo “scienza di routine.”
Tuttavia nuove polemiche subentrano sempre a quelle vecchie. Nuovi paradigmi prendono il posto dei vecchi paradossi, ma presto sono scoperti altri nuovi paradossi: di solito sono il risultato di ipotesi errate, formulate all’inizio del nuovo paradigma.
Le nuove controversie riguardano il modo in cui la Terra si comporta. Le placche si muovono da sole oppure viaggiano sulla sommità di giganti celle di convezione? Il mantello è trainato dall’alto o dal calore proveniente dal nucleo? Le placche affondano fino al nucleo? I vulcani sono il risultato di spaccature e di pressioni sulla placca o di stretti getti caldi?
Altre polemiche riguardano lo stato termico della Terra. E’ calda o fredda; è iniziata calda o fredda; ha raccolto l’acqua e altre sostanze volatili all’inizio o alla fine?
Alcune delle polemiche del passato – l’età della Terra, la mobilità della crosta – opposero i fisici ai geologi. Alcune delle attuali controversie coinvolgono litigiose sotto-discipline – la geofisica contro la geochimica, per esempio. C’è una sola Terra e i fatti sono gli stessi, ma le ipotesi e il modo in cui i fatti vengono elaborati sono diversi. Il fatto che i vulcani siano sempre situati sulle fratture e sulle faglie è giudicato da alcuni come informazione essenziale, da altri come curiosa coincidenza. I più grandi ammassi di basalto sulla Terra si trovano dove tre dorsali oceaniche si incontrano; qual è la causa e qual è l’effetto, oppure è “una curiosa coincidenza”? Perché i più grandi ammassi di basalto si trovano nel suolo adiacente alle parti più antiche dei continenti? Questo è un altro indizio essenziale o un’altra coincidenza?
Molte delle controversie attuali sono questioni di semantica. Ognuno si parla addosso. E’ sempre stato così.
” … Per favore, fa’ che non vi sia alcun conflitto o litigio tra noi, e
che non cerchiamo l’onore e gli applausi degli uomini, ma solo la
verità … ”
Rabelais, 1552
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Dialogo
DA Pare che adesso sappiamo come si forma un pianeta.
V E abbiamo incontrato molte anime durante il nostro passato girovagare: demoni, giganti, dogmatiti, i Bacon, fate, illusionisti, Swift, Cervantes, Bullen, Lord Kelvin e molti altri.
DA Sono venuto a conoscenza anche di uova primordiali, linguaggio, perseveranza e malinconia flatulente, cose di cui sono sempre andato alla ricerca. E adesso, che si fa?
V Dobbiamo scoprire che cosa viene fuori dai pianeti. Per comprendere un cavallo, dobbiamo studiare ciò che vi accade dentro e quello che ne esce. Per fare questo, visitiamo le isole. Visitiamo anche i Giganti e i Pari.
DA Cos’è successo ad Alice, a Dorothy e a Sofia?
V Si trovano in mondi paralleli. Si incrociano di tanto in tanto con i nostri mondi. Ci sono molti mondi, si sa.
PARTE TERZA: Isole
Dove si discute e si dibatte sulla scoperta del Purgatorio, sulla visione classica e quella eterodossa dei vulcani, sui condotti verso il mondo sotterraneo. Scopriamo che il Purgatorio di Dante e Attraverso lo Specchio di Carroll offrono entrambi una visione agli antipodi, ovvero opposta, del nostro mondo. Dorothy non è d’accordo. I ruoli del Vaglio dei Pari e dei Giganti.
NOTE:
3. Quando un solido con temperatura TS viene immerso in un fluido a temperatura TF, nella vicinanza del solido si forma nel fluido una zona in cui la temperatura varia secondo un profilo, che parte dalla temperatura TS del solido e tende alla temperatura TF del fluido lontano dal solido. Si chiama strato limite termico il punto in cui la temperatura del fluido raggiunge il 99% della temperatura TF.
4. Edwin A. Abbot, Flatlandia – Racconto fantastico a più dimensioni.
5. Jostein Gaarder, Il mondo di Sofia – Romanzo sulla Storia della filosofia.
6. A volte anche troppe: la Gazzetta Ufficiale (4.2.2008) fornisce su una maglia di 5,5 km di lato gli scuotimenti sismici (pericolosità), per nove “periodi di ritorno” tipici, con tre o quattro cifre significative.
Al seguente link è possibile leggere tutte le puntate del viaggio di MeteoWeb nella Commedia di Dante Alighieri:
https://www.meteoweb.eu/category/dante-alighieri-marco-polo-divina-commedia/
