La dimostrazione in Fisica - Dipartimento di Fisica e Geologia

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Dimostrazione ed esperimenti
in Fisica
In the matter of physics, the first lessons should
contain nothing but what is experimental and
interesting to see. A pretty experiment is in itself
often more valuable than twenty formulae
extracted from our minds.*
Albert Einstein
*A.
Luca Gammaitoni
Moszkowski, Conversations with Einstein, page 67, Horizon Press (1970).
Dipartimento di Fisica Universita’ di Perugia
Il duro lavoro quotidiano dello
scienziato …
Il significato dei termini
♦ Legge fisica
♦ Principio fisico
♦ Teoria Fisica
♦ Teorema
♦ Dimostrazione
Legge Fisica
♦ Esempio: La seconda legge di Keplero
L’area spazzata dal raggio vettore e’ proporzionale al tempo
impiegato a descriverla
oppure
il raggio che unisce il Sole al pianeta copre aree uguali in tempi uguali.
La legge tende a legare fatti noti (e solo quelli)
Principio Fisico
♦ Esempio:
Il secondo principio della termodinamica
La costanza della velocita’ della luce
Il principio di conservazione dell’energia
Tende a negare la possibilita’ che accada qualcosa (anche su
fatti non ancora noti)
La legge tende a legare fatti noti (e solo quelli)
Teoria Fisica
♦ Esempio:
Teoria del campo elettromagnetico
Termodinamica
Meccanica Classica, quantistica, …
E’ una raccolta di leggi e di principi che si riferiscono ad un
determinato insieme di fenomeni o di oggetti del mondo
naturale.
Teorema
♦ Esempio:
Teorema di conservazione della quantita’ di moto
Teorema di fluttuazione - dissipazione
Di solito si hanno i teoremi all’interno di una teoria.
Per avere teoremi ho bisogni di definire degli assiomi a
fondamento della teoria
Mostrare … e dimostrare
luoghi comuni sugli esperimenti
♦ Un esperimento non è una dimostrazione
♦ Un esperimento è parte del processo di
osservazione
♦ Un esperimento non dimostra la validita’ di
una legge, ma può dimostrarne la non
validita’ (falsificabilità delle teorie fisiche)
Falsificabilita’…
♦ Un uomo sulla mongolfiera …
♦ Una teoria e’ tanto piu’ utile quanto piu’
puo’ essere sottoposta a verifica
♦ Una teoria non verificabile è anche non
predittiva. Esempio: “tutto dipende da tutto”
♦ L’esperimento e’ l’osservazione della natura
“in modo controllato”.
Modelli fisici e matematica…
matematica
♦ Il modello come punto di partenza nella
formulazione della legge …
Esempio: i fenomeni della fisica dello stato solido
E’ possibile una descrizione non
matematica delle leggi naturali?
♦ La fisica della complessita’
♦ Le rappresentazioni dei modelli e le
predizioni ottenibili
Physics is like sex: sure, it may
give some practical results, but
that's not why we do it
Richard Feynman
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