Alla Ricerca del Tempo Perduto

Alla ricerca del tempo perduto
Orari: 9,00 - 13.00 14-18.00
8 – 20 ottobre
ex chiostro S. Francesco
Via Solata - Città Alta
Bergamo Scienza 2012
Laboratorio
Alla ricerca del tempo perduto
Ci manca sempre tempo per realizzare le cose che dobbiamo o che desideriamo fare.
Il ritmo della nostra vita è, spesso, così frenetico che i nostri desideri si stanno spostando sempre
più dal possesso di cose materiali alla disponibilità del tempo necessario per poterne beneficiare, o
per poterle gustare, assaporare, invece che avidamente consumare.
Ma cos’è effettivamente il tempo?
È possibile muoversi nel tempo come ci muoviamo nello spazio?
È possibile non solo “non perdere tempo”, ma addirittura anche “guadagnare tempo”?
Il tempo è un concetto sfuggente che ha sempre affascinato il pensiero dell’uomo.
Nel corso dei millenni si sono cimentati nella definizione del concetto di tempo, i più eminenti
pensatori: astronomi, filosofi, scienziati, letterati, artisti, registi e, nell’epoca contemporanea,
soprattutto i matematici, fisici e cosmologi più geniali ed audaci. (Arsitotele, S.Agostino, Galileo,
Newton, Leibniz, Kant, Proust, Bergson, Heidegger, Wells, De Chirico, Dalì, Eistenin, Wheleer,
Godel, Hawking sono solo alcuni di questi)
Le teorie proposte di un tempo aperto/lineare/cronometrico/ o tempo chiuso/ciclico e puntiforme, di
un tempo dinamico/tensionale o statico, di un tempo soggettivo/biologico/psicologico/relativistico o
oggettivo, assoluto e matematico o addirittura di un tempo ramificato, hanno proposto nei secoli
intriganti paradossi (“Achille e la tartaruga”, “il paradosso dei gemelli”, il paradosso di “coerenza”
e di “conoscenza”… ), ma non sono riuscite a portare ad una visione comunemente accettata
alimentando una nutrita produzione di stimolanti scenari spesso riproposti dai film di fantascienza.
Di pari interesse è stato il percorso compiuto dall’uomo nel tentativo di “catturare” il tempo:
• lo studio del cielo con l’osservazione della luna, del sole, delle stelle ha portato alla costruzione
di “osservatori astronomici” (Stonehenge, piramidi egizie maya), obelischi, meridiane;
• lo studio della meccanica del moto ha portato successivamente alla costruzione di clessidre ad
acqua e sabbia, antesignane degli orologi meccanici comparsi sulle torri nel XIV secolo e dei
moderni pendoli ed orologi meccanici da polso;
• lo studio della fisica e dell’astrofisica ha portato alla costruzione degli orologi al quarzo, degli
orologi atomici per ritornare infine allo studio del tempo scandito delle stelle pulsar.
Ma proprio quando l’incredibile progresso tecnologico aveva consentito di migliorare notevolmente
la precisione della misura del tempo, le più audaci teorie fisiche hanno portato prima Einstein
sostituire il concetto di un “tempo assoluto, vero, matematico, che, in sé e per sua natura senza
alcuna relazione ad alcunché di esterno, scorre uniformemente” ( come definito da Newton) con un
tempo relativo dipendente dall’osservatore e poi Wheleer – De-Witt e le successive teorie della
gravitazione quantistica addirittura a teorizzare l’inconsistenza stessa del concetto di tempo dal
punto di vista fisico.
Il laboratorio “Alla ricerca del tempo perduto”, collegandosi idealmente alla conferenza “Oltre la
dimensione del tempo” del Prof. Carlo Rovelli e ai risultati della gravitazione quantistica, intende
fare riflettere il visitatore su questi temi affinché possa aprire i propri orizzonti anche ad altre
visioni della realtà che lo circonda..
Il laboratorio propone, infatti un percorso che, partendo dalla definizione classica del concetto di
tempo e degli strumenti che nel corso della storia dell’uomo ci hanno accompagnato per una sua
misura sempre più precisa (affinché non ci possa sfuggire neanche un attimo) arrivi da una parte a
riproporre al visitatore antichi e moderni paradossi, dall’altra a proporre moderni principi lavorativi
che ribaltano l’approccio alla produzione partendo da un “rallentamento delle attività” al fine di
“guadagnare tempo”.
Attraverso esempi, giochi e simulazioni i visitatori saranno portati ad approfondire e a cambiare il
loro modo di rapportarsi al concetto di tempo e di “movimento nel tempo” (o, più in generale,
espletamento di attività nel tempo) – poiché “è assurdo pensare di ottenere risultati diversi se
continuiamo a fare le stesse cose - e potranno così sviluppare nuove visioni che consentiranno
loro di approcciare i problemi e le attività sia lavorative, sia private al fine di amministrare meglio il
loro prezioso tempo reale o “immaginario” sia per attività di studio / lavoro sia nel loro tempo
libero.
Percorso proposto
Il percorso, con una durata prevista di circa 40', sarà così strutturato:
I visitatori saranno accolti dai ragazzi che nella prima parte introdurranno i concetti alla base della
concezione del tempo ed illustreranno dal vivo o con della cartellonistica gli strumenti inizialmente
utilizzati dall’uomo per misurarlo:
•
Osservazione dei pianeti e delle stelle
•
Clessidra
•
Meridiana
•
Orologi meccanici
•
Pendolo
Nella seconda parte verranno introdotti degli strumenti utilizzati successivamente per avere misure
sempre più precise,
•
Orologi al quarzo
•
Orologi atomici
Il visitatore sarà successivamente portato a ragionare sui concetti che legano il tempo alla nascita
della fisica, su alcuni paradossi proposti dalla fisica moderna e contemporanea e dalla fantascienza
•
Paradosso dei gemelli
•
Viaggi nel tempo
•
Mondo senza tempo (gravitazione quantistica)
Nella terza parte del laboratorio saranno infine brevemente richiamati i principali principi utilizzati
nel mondo produttivo (Lean Thinking), ma ormai essenziali anche per preservare le risorse ed il
benesssere del nostro pianeta.
Verrà illustrato come in tutti i campi della nostra attività (studio, lavoro, tempo libero) diventa
sempre più importante cambiare il proprio approccio mentale per “guadagnare tempo” introducendo
le linee guida della Lean Production
•
•
•
•
•
Valore
Processo
Flusso
Pull
Ricerca del miglioramento continuo
tese ad evitare i principali sprechi che consumano il nostro tempo: inutili movimenti o spostamenti
di cose o di persone, attività fatte male o non al momento appropriato, attesa di persone o di attività
da completare (dovute a processi non a flusso).
Attraverso video esempi, giochi e simulazioni i visitatori verranno accompagnati a comprendere
come solo cambiando radicalmente l’approccio alla soluzione di problemi si possono raggiungere
risultati sorprendenti anche nella gestione del tempo.
ALLA RICERCA DEL TEMPO PERDUTO
Nella nostra vita siamo spesso in lotta col tempo
per realizzare tutte le cose che desideriamo.
Ma cos’è effettivamente il Tempo?
Il tempo è un concetto sfuggente che ha sempre
affascinato il pensiero dell’uomo mettendo alla
prova i più eminenti pensatori: astronomi,
filosofi, scienziati, letterati, artisti, registi,
matematici, fisici e cosmologi.
I Megaliti e gli anelli di pietre eretti circa 7.000 anni fa
nella parte meridionale del deserto della Nubia nel
Sahara, quelli successivi di Stonehenge, la
disposizione delle piramidi di Giza collocate rispetto al
Nilo secondo la posizione delle stelle della cintura di
Orione rispetto alla Via Lattea sono tra le prime
importanti testimonianze della continua ricerca
dell’uomo di determinare il Tempo.
Le teorie di un tempo dinamico
o statico; oggettivo o soggettivo
(biologico, “mnemonico“ od
emotivo); lineare, ciclico o
addirittura ramificato hanno
proposto nei secoli intriganti
paradossi - come ad esempio
“Achille e la Tartaruga” o il
“Paradosso dei Gemelli” – ma non hanno
portato ad una visione condivisa alimentando
una nutrita produzione di stimolanti scenari
spesso riproposti dai film di fantascienza e
lasciando aperta le domande:
«Possiamo effettivamente misurare il Tempo?»
«Esiste un tempo “vero“ che scandisce la vita
nell’universo?»,
ed in definitiva … «Cos’è il Tempo?».
Merkhet strumento per la misura del tempo
utilizzato nel 2600 a.C., formato da una foglia di
palma, con un intaglio sulla sommità come
mirino, e da una squadra col filo a piombo.
ACHILLE E LA TARTARUGA
«Achille, simbolo di rapidità, deve raggiungere la
tartaruga, simbolo di lentezza. Achille corre dieci volte più
svelto della tartaruga e le concede dieci metri di vantaggio.
Achille corre quei dieci metri e la tartaruga percorre un
metro; Achille percorre quel metro, la tartaruga percorre
un decimetro; Achille percorre quel decimetro, la tartaruga
percorre un centimetro; Achille percorre quel centimetro, la tartaruga
percorre un millimetro; Achille percorre quel millimetro, la tartaruga percorre
un decimo di millimetro, e così via all’infinito; di modo che Achille può correre
per sempre senza raggiungerla» (J.L.Borges).
Il paradosso di “Achille e la Tartaruga” è il più famoso dei paradossi proposti
nel V secolo a.C. da Zenone di Elea, che lo utilizzava per sostenere la tesi che,
essendo lo spazio ed il tempo divisibili all’infinito, il movimento non è altro
che un illusione.
ALCUNE CONFUTAZIONI DEL PARADOSSO
• Diogene silenziosamente si mise a camminare
• Confutazione matematica
A t0
A t1
A t2
A t3 A t4
A t0
A t1
A t2 A t3At4
è basata sul calcolo infinitesimale che dimostra la possibilità
che il limite di una somma di infiniti elementi sia finita
(ad esempio la somma della serie degli infiniti termini 1/2, 1/4,
1/8, 1/16, 1/32,… converge a 1)
• Confutazione fisica
Grafico Orario
spazio[m]
50
40
Achille
30
Tartaruga
20
10
t [s]
0
0
1
2
3
è basata sul concetto di velocità che, facendo riferimento
all’unità di tempo, calcola la posizione nello spazio in istanti di
tempo successivi (come riportato nel grafico orario dove
l’unità di tempo scelta è il secondo).
4
Esaminando il paradosso dal punto di vista del tempo
se Achille impiega nove decimi di secondo per percorrere i primi dieci metri (cioè impiegherebbe nove
secondi per percorrerne cento metri), nel frattempo la tartaruga si sarebbe spostata di un ulteriore metro; per
coprire anche questa distanza Achille impiegherebbe nove centesimi di secondo; per il successivo decimetro
nove millesimi, e così via.
La somma degli intervalli di tempo impiegati 0.9 + 0.09 + 0.009 + 0.0009 + ... converge a 1 (secondo).
il tempo appare “fermarsi” poiché sembra che Achille
non si riesca a superare il primo secondo.
Anche se oggi sembrano risibili le argomentazioni con
cui Zenone cerca di dimostrare che il movimento di
Achille e la tartaruga è illusorio (anche perché essi non
sono altro che parti di un unico essere immutabile), raffinate argomentazioni
fisiche moderne sembrano in qualche modo dare credito alla sua tesi.
LA SCIENZA DEL TEMPO
Nel nostro linguaggio comune, legato all’esperienza della transitorietà degli eventi,
le espressioni temporali nelle loro varie forme verbali determinano e collocano gli
accadimenti con riferimento al passato, al presente e al futuro o anche, con
evidente immaginazione spaziale, mediante connessioni di “prima” e di “dopo” e di
“simultaneità” o contemporaneità.
Per valutare e per misurare il trascorrere del tempo
sin dalle epoche antiche gli uomini osservarono e
fecero riferimento ai movimenti periodici di taluni
corpi celesti, come il Sole, la Luna, le stelle e i pianeti,
che segnavano l’alternarsi del dì e della notte, delle
stagioni e dei mesi, come pure il succedersi degli
anni.
A loro volta, le espressioni propriamente scientifiche
della temporalità di per sé mirano a formalizzare i
vari tipi di trasformazione, riguardanti eventi o
grandezze, in termini di variazioni e mutazioni, di
invarianti o di uniformità, di direzioni irreversibili o
reversibili.
La complessità dei processi temporali risulta pertanto
evidenziata vuoi dalla varietà degli strumenti, sia
mentali che tecnici, che dalla scienza e dalla tecnica
sono stati man mano messi a punto per ripartire e
per misurare il tempo (cronometria), vuoi dalla
molteplicità delle riorganizzazioni storiche e delle
classificazioni degli eventi (cronologia).
GLI OROLOGI SOLARI
La cosmologia e la geografia di Claudio Tolomeo (sec. II d.C.) di Alessandria d’Egitto
influirono a lungo sulla “ imago mundi” dell’Occidente.
Lo stesso G.A. Magini nel 1617 si fece editore del monumentale manuale tolemaico di
“geografia” terrestre che già tanta fortuna aveva conosciuto sia nel mondo greco che in
quello arabo e latino medievale.
Le grandi scoperte geografiche e la rivoluzione astrofisica operatasi nella scienza moderna,
come pure la messa a punto dell’editoria tipografico a caratteri mobili, contribuirono a
produrre un autentico rinnovamento informativo in campo cosmografico e geografico.
Mentre la geodesia e l’astronomia si interessavano alla produzione di strumenti di
rilevamento topografico sempre più precisi, la cartografia si pose il problema delle basi
matematiche della rappresentazione di superfici curve.
Uno dei più rinomati cartografi e sfereografi fu certamente il francescano veneziano
Vincenzo Coronelli (1650-1718)
GLI OROLOGI SOLARI
L’evoluzione della misura del tempo risulta legata allo sviluppo delle osservazioni e delle
conoscenze astronomiche: ottenute ad occhio nudo o acquisite mediante strumenti.
Il moto apparente della volta celeste intorno all’asse terrestre ha rappresentato l’orologio
naturale fondamentale, sul quale sono stati regolati i vari tipi di orologi artificiali escogitati
nel corso dei secoli dalla scienza e realizzati tecnicamente.
I primi strumenti ideati dall’uomo per la misura del tempo furono i cosiddetti gnomoni:
costituiti essenzialmente da un’asta di una certa lunghezza, posta verticalmente sul piano
orizzontale ed esposta al Sole, la cui ombra permetteva di dividere in parti il giorno a
seconda della posizione e direzione che essa man mano assumeva.
Successivamente lo gnomone si trasformò si trasformò in “meridiana”, centrata sul
mezzogiorno locale, e anche in “quadrante o orologio solare”, adattabile universalmente.
Osservazioni e misure potevano essere fatte considerando posizioni e movimenti anche di
altre stelle o dei pianeti, specialmente di quelle della Luna, per le ore notturne.
La gnomonica fissa, orizzontale o verticale, che adorna ancor oggi giardini o pareti di edifici,
costituisce una delle più localmente segnate espressioni culturali, in quanto a partire dal
materiale usato sino alla inclinazione e lunghezza dell’asta, dalla suddivisione delle ore alle
decorazioni artistiche, tutto è strettamente legato alla posizione geografica e naturalistica
del luogo di allocazione delle cosiddette “meridiane”.
Gli orologi solari portatili, di origine antichissima, nella infinita varietà delle loro forme
concrete e del loro funzionamento attestano il possesso di un certo grado di conoscenze
astronomiche anche da parte dei loro utenti popolari.
L’astrolabio: storia 1°
L’astrolabio è uno strumento che rappresenta un modello
della sfera celeste come viene vista da un osservatore
terrestre in un determinato momento, a una particolare
latitudine.
Il termine deriva dal greco ed etimologicamente riuslta
composto da astron + labàno, donde il significato di
strumento che “prende le stelle”.
Nelle sue piccole dimensioni inglobava le caratteristiche di
moltissimi strumenti messi assieme, tanto che poteva
essere usato indifferentemente nei problemi di
navigazione, topografia, gnomonica (in generale per
conoscere l’ora sia di giorno che di notte e, come in uso nei
popoli arabi, anche per avere gli istanti in alcuni momenti
importanti corrispondenti alle principali preghiere) e
soprattutto nei calcoli di astronomia di posizione.
Se si pensa alle sue origini ci si perde in una serie di
congetture dalle quali emergono nomi illustri tra i quali;
Eudosso di Cnido (IV sec. a. C. ), Ipparco di Nicea (II sec.
a.C) e Tolomeo (II sec. d. C.). In realtà la prima
descrizione appare in un trattato di Giovanni Filopono
(490 – 570 d.C.) e tutte le principali opere seguenti si
riferiscono ad un trattato pubblicato nel 650 d. C. dal
vescovo siriano Severo Sebakht (VII sec. d. C.).
Nel secolo VIII la diffusione della cultura alessandrina in Mesopotamia produce una spinta innovativa
nello studio delle scienze e lo storico arabo Ahmad ibn al-Yaqubi Wadhib (1897) ritrova un manoscritto
sull’astrolabio, poi andato perso, di Teone di Alessandria (IV sec. d. C.), scritto presumibilmente attorno al
375 e al quale quasi certamente si sono ispirati per i loro trattati anche Filopono e Sebakht.
Tra l’800 e il 1000 si verifica una vera e propria
proliferazione di manoscritti; ad essa contribuisce anche
l’astronomo Muhammad ibn al-Khwarizmi (780-850 d. C.)
con 43 problemi dedicati all’astrolabio, nei quali appaiono
significative innovazioni per la sua costruzione.
Nel frattempo tra la metà del VII sec. e gli inizi del sec. VIII gli
Arabi, passando attraverso l’Africa, avevano raggiunto la Spagna,
facendo di Cordoba un vero centro culturale. Nel 978
l’astronomo Maslama ibn Ahmad, nella scuola di Cordova
commenta la traduzione, effettuata probabilmente a Bagdad, nel
Planisfero di Tolomeo.
Tra gli astrolabisti della scuola ispano-moresca ricordiamo
Muhammad ibn Fattuh al-Khamari (ca.1215 d.C.) e Abra-Bakr ibn
Yusuf, che utilizzarono le correzioni relative all’effetto della
precessione degli equinozi introdotte nelle tavole delle stelle di
Maslama.
L’introduzione dell’astrolabio in Occidente è stata oggetto di
numerosi studi, in particolare dal momento in cui sono stati
ritrovati, nel convento di Ripoll in Catalogna, dei trattati anteriori
a quelli della scuola ispano-moresca.
L’ipotesi che la tradizione scientifica arabo-ispanica possa aver raggiunto la regione della Lorena prima della
Catalogna appare molto incerta, tuttavia pare ormai quasi confermata l’ipotesi secondo la quale un ruolo
chiave sia stato giocato da Gerberto d‘Aurillac (X sec. d. C.), poi divenuto papa con il nome di Silvestro II,
durante il suo soggiorno presso il convento di Ripoll.
L’ASTROLABIO: STORIA 2°
Nel XII secolo a Colonia, in Inghilterra e in Francia vengono
pubblicati una serie di nuovi trattati che presentano notevoli
innovazioni rispetto ai precedenti e che, dando notorietà
all’astrolabio, rendono questo strumento il simbolo
dell’astronomia.
E’ degno di nota il grande poeta inglese Geoffrey
Chaucer (c. 1340-1400), il quale introdusse nelle sue
opere letterarie molti riferimenti astronomici abbia
scritto anche un trattato sull’astrolabio,
componendolo in volgare inglese per il figlio allora solo
decenne.
Nel XV secolo Jean Fusoris (cs. 1365-1436), nel suo laboratorio di Mézières-sur-Meuse, realizza una serie di
astrolabi innovativi per il papa e il re d’Aragona: ma è con il fervere degli studi legati al passaggio dal
calendario giuliano a quello gregoriano e con la rivoluzione copernicana che gli studi astronomici ricevono
un vivace impulso innovatore e, alla luce di questi mutamenti, si segnalano importanti centri di studio a
Norimberga e in Inghilterra.
Il Medioevo e il Rinascimento si confermano essere i periodi di maggiore studio dei fenomeni astronomici e
segnarono l’avvento di un nuovo strumento: l’orologio astrolabico, che attraverso un inserimento
meccanico di orologeria consente la rotazione automatica delle sue parti.
Verso la fine del XVII sec. e gli inizi del XVIII sec., in Europa, due
ragioni sostanziali causano una forte diminuzione di interesse per
l’astrolabio: l’uso delle lunette astronomiche, che risulta essere
più pratico da quello dell’alidada, e la determinazione dell’ora
che può avvenire attraverso gli orologi meccanici.
A partire da questo periodo in poi gli astrolabi, in ragione delle
loro qualità artistiche, diventano oggetto di interesse per i
collezionisti e gli appassionati.
L’ASTROLABIO: I SUOI ELEMENTI
LE PARTI FONDAMENTALI
L’astrolabio è un oggetto di forma circolare che, per
la presenza di un indice centrale mobile, ricorda
vagamente un orologio: il suo diametro,
mediamente, è di una quindicina di centimetri.
Esistono esemplari di dimensioni più ridotte ma
anche di dimensioni notevolmente più grandi, fino a
50 cm. ed oltre.
Realizzato in ottone o bronzo, è costituito da
diverse parti, alcune fisse altre mobili, che si
montano una sull’altra e sono tenute ferme da un
perno centrale che costituisce anche il centro di
rotazione dello strumento.
Sulla parte superiore vi è una placca forata(il trono)
con un anello che permette di sospendere lo
strumento in posizione verticale per la misura delle
altezze degli astri. Le parti fondamentali che lo
costituiscono sono: la madre, le lamine, la rete, il
puntatore, il retro della madre e l’alidada.
LA MADRE O MATRICE
La madre è la struttura portante dello strumento.
Di forma circolare, scavata centralmente con un bordo periferico rialzato dello spessore e del
diametro tale da contenere esattamente al suo interno altre due parti: lamina e rete, riporta incise
sul bordo una scala graduata da 0 a 24, o due da 0 a 12 per le ore antimeridiane e quelle
pomeridiane. La scala in ore a volte è affiancata o addirittura sostituita da una graduazione in gradi
sessagesimali da 0° 360°. L’origine della graduazione è in alto, sotto l’anello di sospensione, e
corrisponde alle ore 12 di mezzogiorno (se espressa in ore) e in sua corrispondenza vi è una piccola
incavatura nel bordo, che serve per alloggiare una corrispondente prominenza presente sul disco
della lamina. Al centro vi è un piccolo foro in cui passa il perno (centro di rotazione dello
strumento) che consente di tenere tutte le parti fermamente assemblate.
GLI OROLOGI
MECCANICI
Per liberarsi dai vincoli delle giornate di
Sole e delle nottate serene, vennero
escogitati sia le clessidre, ad acqua o a sabbia,
sia gli orologi a fiamma (candele graduate)
o a consumo di olio.
Accanto alle meridiane e alle clessidre, strumenti cronometrici che continuarono ad
essere usati a tutto il ‘700 a partire dal tardo medioevo cominciarono ad essere
realizzati gli orologi meccanici.
Essi risultavano essenzialmente dotati anzitutto di un apparato motore (costituito
dal moto di trascinamento dovuto alla caduta di pesi o dalla spinta di molle), poi di
uno selettore o distributore (che alterna momenti di spinta a momenti inerziali o di
scappamento), e infine di un apparato regolatore (che scandisce la periodicità del
movimento, a salti o esattamente oscillatorio).
Tali orologi furono dapprima pubblici, da campanile o da torre; divennero in seguito
anche di uso privato, da parete o da tavolo e in specie professionale (soprattutto per
gli spostamenti per terra e per mare, vedendo in tal modo risolto il gravissimo
problema della determinazione della longitudine); infine risultarono adibiti pure ad
uso scientifico.
L’orologeria meccanica ebbe così sempre di più una pervasiva ricaduta sulle
prestazioni cronometriche degli orologi da tasca o da polso. Ciò accadeva in
concomitanza col fatto che i vari poteri pubblici (civili, religosi, commerciali, ecc.)
venivano di fatto imponendo a tutti un tempo misurato e scandito dagli orologi che
per questo divennero ovunque presenti nella vita quotidiana.
IL PENDOLO NEGLI OROLOGI
Fu merito di Galileo Galilei avere evidenziato
l’isocronismo del moto oscillatorio pendolare;
mentre il merito dell’invenzione, della
realizzazione e della divulgazione
dell’orologio a pendolo viene riconosciuto al
grande scienziato olandese Christiaan
Huygens (1629-1695).
La teoria del pendolo composto e la sua
applicazione al funzionamento degli orologi
meccanici venne proposta da Huygens in una
sua opera in latino, comparsa a Parigi nel
1673, il cui titolo completo in traduzione
italiana era il seguente: “L’orologio a pendolo,
ovvero dimostrazioni geometriche sul moto
dei pendoli applicato agli orologi”
Nella tavola di apertura dell’Horologium
oscillatorium di C. Huygens si può osservare
che l’isocronismo pendolare viene garantito
anzitutto da una ruota dentata verticale,
detta “caterina”; ma poi esso viene di fatto
conseguito mediante l’introduzione della
codiddetta “correzione ciclidale” prodotta da
due lamiere ricurve in forma di cicloide
rovesciata.
L’orologio a pendolo cicloide venne
poi realizzato di fatto a L’Aia, sotto la
guida di C. Huygens stesso, da
Salomon Coster: in effetto esso fu il
primo cronometro di precisione
OROLOGI AL QUARZO
Per costruire un orologio si deve far riferimento
ad un fenomeno periodico, e definire l’unità di
misura come un multiplo o un sottomultiplo di
tale periodo. Come trovare un fenomeno
periodico a cui riferirsi?
Piccoli cristalli di quarzo, come quelli presenti
Il cristallo di quarzo si trova
negli orologi da polso, oscillano circa 33.000 all’interno di un cilindro che lo
volte al secondo.
protegge e che lo collega a due
1. USARE LA PIEZOELETTRICITA’ DEL QUARZO
elettrodi.
Un materiale piezoelettrico ha la proprietà di generare
cariche elettriche sui piani definita dal reticolo cristallino e,
viceversa, se cariche elettriche vengono poste sui piani del cristallo, questo
risponde deformandosi e quindi mettendosi in oscillazione.
Un segnale elettrico periodico applicato per mezzo dei due elettrodi mette in
vibrazione il quarzo.
Il punto di forza delle oscillazioni del quarzo è che queste dipendono solo
dalla forma del cristallo e non dalla frequenza dell’eccitazione elettrica,
quindi si può ottenere una buona stabilità delle oscillazioni.
Il punto debole è ancora legato al fatto che la forma del cristallo definisce la
sua frequenza di oscillazione: la generazione di due frequenze identiche
dipende dalla difficoltà tecnica di riprodurre due cristalli di quarzo di forma e
dimensioni identiche.
4. Il microprocessore conta gli
impulsi elettrici provenienti dal
quarzo e ogni 32768 impulsi
sposta in avanti la lancetta
dell’orologio di un secondo
12
9
3
6
2. Il microprocessore fornisce
una stimolazione elettrica
irregolare al quarzo
QUARZO
1. Una piccola batteria
alimenta elettricamente
il dispositivo
MICROPROCESSORE
2. IL FUNZIONAMENTO DEGLI OROLOGI AL QUARZO
3. Il quarzo risponde oscillando
in modo regolare alla sua
frequenza di risonanza e invia
segnali elettrici regolari al
microprocessore
OROLOGI ATOMICI E PULSAR
Un altro fenomeno periodico che si può usare come
riferimento per la costruzione di orologi è quello
dell’oscillazione di un campo elettromagnetico.
Il problema è quello di riuscire a mantenere stabile
la frequenza di oscillazione del campo.
Come realizzare questo “controllo” della periodicità
dell’oscillazione del campo elettromagnetico?
Campo magnetico
Campo elettrico
direzione di
propagazione
GLI OROLOGI ATOMICI
E’ possibile regolare la frequenza di un campo elettromagnetico attraverso la
frequenza di eccitazione di un atomo, la quale è estremamente stabile.
Si regola l’oscillazione di un campo elettromagnetico in
modo tale che esso, investendo un atomo, abbia la
capacità di eccitarne alcuni specifici livelli energetici.
E’ questo il principio alla base del funzionamento di un orologio atomico.
Dal 1967 il Sistema Internazione di
unità di misure definisce il secondo
come il tempo necessario affinché
la radiazione elettromagnetica,
capace di eccitare l’atomo di cesio
fra due suoi ben definiti livelli
energetici, compia 9192631770
oscillazioni.
Dal 1999 il National Institute of Standard e Techonology negli USA utilizza
l’orologio atomico NIST F-1 per definire il Tempo Atomico Internazionale,
che è il tempo di riferimento di tutti gli orologi del mondo.
LE PULSAR
Le pulsar sono sorgenti naturali di onde
elettromagnetiche di frequenza molto stabile.
Si tratta di stelle di neutroni con un forte campo
elettromagnetico che ruotano attorno al loro asse
con frequenza anche dell’ordine del millisecondo.
Il segnale proveniente da una pulsar è utilizzabile come riferimento per la
costruzione di orologi di precisione confrontabile con quella degli orologi
atomici.
COS’È IL TEMPO ?
Tempo Assoluto
Secondo Newton il Tempo utilizzato nelle leggi fisiche
è assoluto, vero e matematico.
Esso non dipende cioè da un qualsiasi specifico
orologio, né da un qualche particolare oggetto
materiale:
è
indipendente
dal
contenuto
dell’Universo ed addirittura dalla sua stessa esistenza.
Il Tempo “vero“ è, quindi, quello che, superando le
inesattezze dei più precisi orologi atomici, rende vere
le immutabili della Fisica: è questo l’unico orologio
che regola l’Universo.
Tempo “Relativo“
Secondo vari filosofi (S.Agostino, Avicenna,
H.Bergson) il tempo esiste nella nostra testa ed è,
quindi, quanto meno soggettivo.
Già Aristotele affermava che il tempo è «la misura
del movimento secondo il prima ed il poi» ed è
strettamente dipendente dagli oggetti dell’Universo.
I fisici P.Dirac e A.Milne si chiesero se, per misurare
gli eventi, fosse necessario introdurre più di una
scala temporale.
Ma esiste davvero il Tempo?
Anche se le leggi dell’entropia e della
meccanica
statistica
(L.Boltzmann)
sembrano fissare univocamente la direzione
dello scorrimento del tempo, secondo
moderne teorie filosofiche e
fisicomatematiche
(B.Russell,
D.C.Williams,
H.Putnam, Einstein-Minkowski, K.Gödel,
K.Thorne) il tempo potrebbe essere
"statico", potrebbe, cioè, essere una quarta
dimensione percorribile come quelle spaziali
e quindi, teoricamente, consentire anche i famosi viaggi nel tempo.
Ma altri filosofi (McTaggart) e soprattutto i fisici della Gravitazione
Quantistica (L.Smolin, J.Barbour, C.Rovelli) sono arrivati a teorizzare
addirittura che il tempo non esista.
PARADOSSO DEI GEMELLI
Nel 1905, dall’osservazione che la velocità della luce c ha lo stesso valore in
tutti i sistemi di riferimento inerziali, il fisico Albert Einstein deduce che il
tempo deve scorrere in modo differente per osservatori in moto relativo.
Il tempo t che intercorre fra due eventi, misurato da un orologio in moto con
velocità v, è dilatato rispetto al tempo τ misurato fra gli stessi eventi da un
identico orologio in quiete secondo la formula di dilatazione dei tempi:
t=
τ
v2
1− 2
c
Immaginiamo due gemelli.
Il primo parte per un viaggio
interstellare ad una velocità prossima a
quella della luce. Il suo orologio, anche
quello biologico, sarà rallentato rispetto
a quello del gemello che rimane a terra.
Quando, alla fine del viaggio, i due gemelli si ritroveranno sulla terra non
avranno più la stessa età: il gemello che ha viaggiato sarà più giovane!
Ma il moto non è relativo? Il gemello sull’astronave potrebbe pensare che
sia la terra a muoversi e che quindi sarà il gemello che rimane a terra a
rimanere più giovane. In realtà, essendo il sistema dell’astronave non
inerziale perché accelerato, il gemello in viaggio non può applicare la
formula di dilatazione dei tempi della relatività ristretta.
Ma la formula di dilatazione dei tempi è solo un’ipotesi teorica oppure
descrive un fenomeno che possiamo osservare sperimentalmente?
L’esperimento di Hafele e Keating
Questo esperimento è stato realizzato nel 1971 utilizzando orologi atomici.
Possiamo immaginare tre orologi: uno fermo rispetto alla Terra e due
collocati su due aerei che fanno il giro del mondo in direzioni opposte (uno
volando verso est, l’altro volando verso ovest).
Quando gli orologi ritornano nello stesso punto si osserva
che i tre orologi segnano tempi tutti diversi tra loro:
quanto più un orologio ha viaggiato veloce, tanto
maggiore è stato il suo ritardo.
Quello dei gemelli è davvero un paradosso?
Poiché quanto previsto per i gemelli si verifica per gli orologi in
moto (anche se per piccole distanze e basse velocità i ritardi sono minimi),
l’esperimento mostra che il gemello ritornerebbe dal viaggio davvero più giovane.
APPLICAZIONI RELATIVISTICHE DEL TEMPO
I navigatori satellitari utilizzano una rete di satelliti a bordo di ognuno dei
quali è installato un orologio atomico.
Rispetto ad un orologio fermo sulla superficie
terrestre (al livello del mare,) la frequenza
dell'atomo di cesio dell'orologio posto sul satellite si
sposta di una quantità relativa ∆ν/ν
∆ν ν che risente
dell'effetto gravitazionale e dell'effetto Doppler.
Il contributo di questi due effetti può essere espresso come:
dove
h è l'altezza in metri dell'orologio rispetto al centro della Terra
RT è il raggio terrestre (~6400 Km)
g è l'accelerazione di gravità (~9,8 m/s ),
c la velocità della luce (~3·108 m/s)
v la velocità relativa al sistema di riferimento considerato
L’orologio sul satellite GPS si trova ad una
altezza dal centro della Terra di circa 27000
Km, e si muove con velocità di circa 3800 m/s;
l'orologio a Terra si trova a circa 6400 Km dal
centro e viaggia a circa 465 m/s.
Per la relazione sopra riportata, gli orologi
manifesteranno tra di loro uno scarto relativo
di frequenza pari a 4.5·10-10, ossia, nell'arco di
tempo t = 1 giorno, l'indicazione dell'orologio sul satellite accumulerà uno
scarto di tempo ∆t, in valore assoluto, pari a:
∆t=∆V/v•t≈38,9µ
µs
Convertendo ora questo ritardo ∆t (lo scarto di
tempo tra gli orologi) in “errore di distanza” ∆s
si ottiene:
∆s= c• ∆t =3•108 m/s •3,89 • 10-5 ≈ 12 km
che costituisce un errore significativo nella
distanza, e che si ripercuote poi nel calcolo
della posizione dell'utente a terra.
Per questi motivi, gli orologi installati sui satelliti GPS vengono spostati in
frequenza, prima del lancio, di una quantità tale da compensare lo scarto
di frequenza atteso per l'orbita su cui verrà posizionato il satellite
VIAGGI NEL TEMPO
Un’affascinante possibilità scritta nelle equazioni della relatività di Einstein è
quella di muoversi nello spazio-tempo in modo da sovvertire il senso
comune del funzionamento del mondo che ci circonda.
1. Muoversi nello spazio-tempo
La teoria della relatività ci guida nella comprensione di ciò che può accadere
e ciò che non può accadere. Se v è la velocità di un corpo e c è la velocità
della luce, allora:
v<c
v=c
v>c ?
Un corpo dotato di massa positiva può muoversi
avanti e indietro nello spazio, ma non può muoversi
indietro nel tempo. È il comportamento tipico della
materia che conosciamo.
Spazio e tempo si “annullano”: è un eterno presente.
La velocità c è raggiungibile solo da un corpo di massa
nulla, come per esempio il fotone.
La velocità c potrebbe essere superata da un ipotetico
corpo di massa immaginaria (m2<0) detto tachione.
Un tachione potrebbe muoversi indietro nel tempo,
sarebbe così possibile vedere la luce accendersi
prima di aver premuto l’interruttore!
tempo
s=ict
futuro
presente
osservatore
spazio
spazio
passato
2. Wormhole: un ponte nello spazio-tempo
Nel 1935 A. Einstein e N. Rosen dimostrarono che
nel formalismo della relatività generale esisteva,
implicitamente, una struttura di spazio curvo che
poteva unire due regioni distanti dello spaziotempo attraverso un tunnel spazio- temporale o
wormhole che consentirebbe di percorrere grandi distanze interstellari senza
violare la barriera della velocità della luce.
Ma i wormhole tendono a chiudersi in tempi molto brevi.
Nel 1988 Kip Thorne e un suo studente Mike Morris dimostrarono che un
wormhole poteva essere mantenuto aperto da semigusci di materia esotica
di massa negativa.
Il superamento della velocità della luce,
l’utilizzo di tunnel spazio-temporali e
strutture di materia esotica, potrebbero,
almeno in linea principio, consentire lunghi
viaggi interstellari e viaggi attraverso il tempo.
CONGETTURA DI PROTEZIONE CRONOLOGICA
Oltre la possibilità matematica di trovare soluzioni delle equazioni di Einstein
secondo le quali si possa viaggiare nel tempo, ci si chiede se questo possa
accadere davvero nella realtà.
1. Il paradosso del nonno
Questo paradosso, e molte delle sue varianti ben note in letteratura e al
cinema, mette in evidenza l’impossibilità logica di effettuare viaggi nel
tempo. “Una persona viaggia nel passato e uccide il proprio nonno, prima
che questi possa generare la sua discendenza. Questo fatto rende
impossibile che il protagonista abbia viaggiato e poi ucciso il proprio nonno e
così via”.
2. Gödel e le curve spazio-temporali chiuse
Una curva spaziotemporale chiusa di
tipo tempo è una linea nello
spaziotempo che rappresenta un
oggetto che continuando a viaggiare
nel futuro possa poi tornare, sia nello
spazio, sia nel tempo, al punto in cui è
partita la linea stessa. La scoperta di
una di queste curve è avvenuta per la
prima volta nel 1949 ad opera di Gödel.
La linea spazio-temporale chiusa è una delle possibili soluzioni delle
equazioni di Einstein: quando Einstein lesse i risultati dall’amico Gödel,
confessò che il problema dell’esistenza di soluzioni chiuse lo aveva
preoccupato già quando stava elaborando la teoria della relatività.
3. Hawking e la congettura di protezione cronologica
Nel 1992 Stephen Hawking, per risolvere il paradosso del nonno e dirimere
la questione sull’effettiva possibilità di fare viaggi nel tempo, formula la
congettura di protezione cronologica, la quale ipotizza che le leggi della fisica
siano tali da impedire la nascita di curve temporali chiuse, almeno su scale
macroscopiche.
Questa congettura ha, in ultima analisi, la funzione di proteggere una
caratteristica fondamentale di quello che riguarda la fisica e il mondo in
generale ovvero il principio di causalità secondo il quale gli effetti non
possono precedere temporalmente le cause.
IL TEMPO E LA GRAVITAZIONE QUANTISTICA
Tempo e gravitazione sono legati
intimamente. La teoria della relatività
generale di Albert Einstein prevede che
la gravità rallenti lo scorrere del tempo.
Tanto più intenso è il campo tanto
maggiore sarà il rallentamento come
dimostrano anche gli esperimenti. È
come se ogni punto dell’universo
battesse un suo tempo proprio.
Se si considerano intervalli temporali estremamente brevi, dell’ordine del
tempo di Planck (10-44s), il principio di indeterminazione associa agli effetti
gravitazionali quelli quantistici. E’ questo il dominio della gravità quantistica:
un territorio largamente inesplorato e di difficile accessibilità sperimentale,
per il quale esistono però varie ipotesi teoriche.
Secondo la teoria delle stringhe il nostro
universo ha molte più dimensioni delle
quattro spazio-temporali che i nostri sensi
percepiscono. La teoria delle stringhe
prevede che lo scorrere del tempo, seppur
rallentato dalla gravità, rimanga un fluire
continuo.
Un’alternativa alla teoria delle stringhe è la
gravità quantistica basata, nella sua formulazione
canonica, sull’equazione di Wheeler-DeWitt che
fonde la meccanica quantistica di Schrödinger con
la relatività generale di Einstein.
In questa equazione “scompare“ la variabile tempo
Un tentativo di risolvere le singolarità che derivano
dall’equazione di Wheeler-DeWitt
è costituito
dalla gravità quantistica a loop.
Questa teoria prevede per lo spazio e il tempo una
struttura discreta. Il tempo, in particolare, ha
come unità minima il tempo di Planck.
In approcci ancora più estremi il tempo sarebbe solo un comodo, ma non
necessario, parametro per descrivere l’evoluzione relativa delle grandezze
realmente rilevanti come la posizione o l’energia di un sistema.
E’ la proposta di Carlo Rovelli di un universo senza tempo.
IL TEMPO E LA MUSICA
Il tempo indica il movimento più o meno rapido a cui attenersi
nell’esecuzione di un brano musicale.
All’inizio del secolo XIX il metronomo di Mälzel consentì la determinazione
del tempo in modo assoluto.
La musica è indissolubilmente legata
alla percezione del fluire del tempo.
Un esempio di tempo “metafisico”,
immutabile, è dato dall’inizio di Inori
(1973/74) di Karlheinz Stockhausen,
dove si avvertono un tempo e un ritmo
quasi immobili.
Esiste anche un tempo “relativo”,
personale. Un esempio particolare è dato
dal Poema Sinfonico per 100 metronomi
(1962) di György Ligeti, dove ognuno dei
metronomi ha un proprio tempo.
Dalla confusa uniformità iniziale deriva, in
seguito,
un’organizzazione
ritmicotemporale imprevista, a mano a mano che
i metronomi esauriscono la propria carica.
Quando ormai ne resta uno solo, il tempo
è ristabilito.
PUÒ ESISTERE LA MUSICA SENZA TEMPO?
John Cage nel 1985 ha scritto ASLSP
(As Slow As Possible), dove il tempo
non esiste più.
L’interprete sceglie un tempo, ma
potrebbe sceglierne uno ancora più
lento, arrivando al tempo infinito.
In questo caso il tempo è dato dalle
caratteristiche fisiche dello strumento
e dalla sua capacità di far intendere il
suono il più a lungo possibile.
IL VALORE DEL TEMPO
Il nostro tempo è ormai caratterizzato dal
superamento della modernità intesa come
certezza delle idee e dei modelli.
La Post-modernità è caratterizzata dalla
caduta delle pretese di modellizzare tutto e
dal conseguente sfaldamento di certezze che
possano indicare all'uomo un qualsiasi
percorso definitivo.
Una di queste pretese era l’univocità del
tempo.
1. DEFINIRE IL VALORE
Il tempo non è più univoco perché il suo
valore dipende dalla situazione in cui ci si
trova e da come il tempo stesso è utilizzato.
Le persone assegnano maggiore significato a
ciò di cui hanno minore disponibilità: in
occidente, ad esempio, conferiamo maggiore
valore alla qualità della vita perché spesso è
più “scarsa” del pane e dei vestiti.
LA TECNOLOGIA AL SERVIZIO DEL TEMPO
L’ingegneria e le tecnologie si sono sviluppate negli ultimi decenni
rincorrendo diverse esigenze latenti nella società con l’obiettivo di ridurre gli
sprechi di tempo, migliorare il tempo o, addirittura, eliminare il tempo.
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
L’IMPIEGO DEL TEMPO
Sempre di più nel mondo occidentale
associamo la qualità della nostra vita
all’eliminazione del superfluo ed alla
riduzione degli sprechi: questo sentire è
correlato tanto al tempo quanto al corretto
utilizzo di informazioni, materiali e risorse
naturali.
La scienza ingegneristica applicata alle
organizzazioni ha colto questa esigenza
proponendo metodi di pensare, produrre,
organizzare per impiegare il tempo in
maniera più snella e fluida.
Tale approccio è riconosciuto dalla
comunità internazionale degli ingegneri
come Lean Thinking.
2. RILEVARE IL FLUSSO DEL VALORE
Per rilevare il flusso di valore del tempo nelle
fasi di un processo organizzato l’ingegneria
gestionale ha sviluppato un metodo
chiamato Value Stream Mapping: l’obiettivo
di tale metodo è quello di evidenziare tutti i
tempi che si potrebbero ridurre o eliminare
per rendere il flusso più ergonomico, più
economico, ed, in definitiva, più sostenibile.
La valutazione della Value Stream
Mapping è applicabile in tutti i
momenti della nostra vita in cui il
nostro tempo è strutturato, in altre
parole vincolato da regole, processi
ed organizzazioni come ad esempio
gli ospedali, la scuola, la pubblica
amministrazione, ….
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
LA RISORSA TEMPO
ll Lean Thinking nasce in Giappone, alla fine della
seconda guerra mondiale, quando l’industria
giapponese era distrutta e le risorse a disposizione
erano limitate. L’ingegner Taiichi Ohno della
Toyota incominciò a ripensare i metodi di
produzione in base alle scarse risorse presenti: in
pratica consumando solo l’indispensabile,
producendo solo il necessario quando è
necessario, eliminando tutto il tempo sprecato.
3. FAR SCORRERE IL FLUSSO
In particolare proprio quando le risorse
sono limitate è importante impiegarle nel
modo migliore facendo scorrere il flusso:
questo comporta che i processi siano
perfettamente sincronizzati e strutturati
in modo da non sprecare tempo.
La nostra vita quotidiana (lavorativa,
familiare, sociale) è spesso incanalata in
uno slalom vincolato dalla necessità di
realizzare
molteplici
attività
“amministrative”, attività sicuramente
necessarie, ma che riducono molto il
tempo a disposizione per altre attività
come quelle più creative e ricreative
quelle stesse che elevano il livello della
nostra vita poiché ci permettono di esprimere le nostre attitudini ed, in
definitiva, realizzare ciò che ci sta più a cuore.
Il Lean Thinking tende ad approcciare e migliorare il nostro tempo
strutturato, il “miglioramento” è importante perché oltre al “quanto” è
importante “come” esso viene speso, perché ciò qualifica o degrada il nostro
tempo destrutturato.
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
IL FLUIRE DEL TEMPO
La gestione dei tempi di permanenza dei
pazienti al Pronto Soccorso, le liste di
attesa per visite ambulatoriali le
dimissioni complesse di un ospedale
sono alcune delle problematiche che
cambiano la nostra percezione di come
fluisce il tempo.
Chi si organizza per rendere disponibile
un prodotto o un servizio si basa
generalmente sulla capacità di
assicurarne un livello medio pari al bisogno, ma, come Fruitori dello stesso
prodotto/servizio, noi vorremmo averlo disponibile subito nel momento
stesso in cui ne sentiamo il bisogno.
L’approccio Lean Thinking propone idee
organizzative capaci di dare una
risposta anche a questa contraddizione
apparentemente insanabile rendendo,
così, il nostro tempo migliore.
4. TIRARE IL FLUSSO
Nel Lean Thinking l’indiscusso direttore
d’orchestra è il cliente inteso come il
fruitore del bene o servizio: è lui che
definisce la velocità del flusso, o
addirittura se il flusso ci deve essere o
tutto si deve fermare.
Tale semplice concetto ribalta, di fatto,
l’approccio organizzativo di ogni fornitore
di prodotti o servizi e rende a tutti gli effetti il cliente come parte integrante
della stesso catena di costruzione del bene che non è più massificato ma
diventa personalizzato come un “abito su misura”
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
L’APPROCCIO AL TEMPO
Per perseguire l’eccellenza è
necessario
ottimizzare
ogni
dettaglio attraverso la cura di una
serie di piccoli gesti.
Per raggiungere l’eccellenza ci deve
essere la disponibilità a mettere in
discussione e cambiare le proprie
abitudini definendo nuovi approcci
che proiettano il nostro tempo,
strutturato o destrutturato, verso un equilibrio fisico e mentale strettamente
correlato alla qualità della nostra vita.
Nella pratica sportiva, ad esempio, l’atleta si allena continuamente affinché
ogni suo gesto sia così perfetto ed armonioso da diventare per lui semplice e
naturale.
Nell’attività manuale così come nell’arte, quelle persone che esprimevano il
raggiungimento della perfezione attraverso la bellezza e la pienezza delle
loro stesse opere venivano chiamati “maestri”.
5. PERSEGUIRE L’ECCELLENZA
Anche nell’organizzazione del lavoro
secondo il modello proposto dal
Lean Thinking si persegue questo
obiettivo di bellezza e perfezione
attraverso
un
percorso
di
miglioramento continuo.
A differenza del passato in cui veniva
ricercato ed esaltato il capolavoro
del singolo maestro, il livello di eccellenza raggiunto in ogni Paese, richiede
una partecipazione proattiva a tutti i membri dell’organizzazione ed enfatizza
le potenzialità di ogni individuo all’interno di un gruppo sincronizzando ed
armonizzando il suo contributo con quello degli altri in modo da realizzare un
“concerto” di maestria.
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
COME TROVARE IL TEMPO CHE CI SERVE
La società del XXI secolo ha come obiettivi la
natura, l’uomo, la sua sopravvivenza e il suo
benessere sul pianeta (Green Economic
Institute, Univ di Oxford).
Il benessere e la sostenibilità passano attraverso
il nostro utilizzo del tempo.
Il Lean Thinking tramite 5 linee guida ha codificato un approccio volto
all’eliminazione degli sprechi e alla riduzione dei consumi.
Attività fatte Movimenti
prima
inutili
Attività non
coordinate
(non a flusso)
Attività errate
o fatte male
PRINCIPALI SPRECHI DA EVITARE
• Fare ciò che non è necessario o richiesto
• Rifare o controllare attività
perché eseguite male o non completate correttamente subito
Spostamenti
inutili
Attività
inutili
Attese
• Eseguire attività o movimenti inutili
• Eseguire spostamenti non necessari
LINEE GUIDA
1. Ripensare il valore dal punto di vista di chi usa il bene o servizio
Il consumo di risorse o tempo è giustificato solo per aggiungere valore, altrimenti è spreco.
2. Definire le attività necessarie per realizzare il valore
Individuando ed eliminando le attività che non generano valore
3. Fare in modo che il flusso scorra senza interferenze
4. Fare le cose solo quando è necessario o quando lo chiede il cliente
5. Migliorare continuamente il nostro tempo speso per creare il valore
THINK OUTSIDE THE BOX
Anche se già può sembrare difficile e
faticoso migliorare ottimizzando ogni
piccolo dettaglio è, spesso, necessario
essere pronti a cambiare radicalmente i
propri approcci ai problemi.
Le più grandi innovazioni sono state raggiunte spesso negando gli
assunti che avevano portato le precedenti soluzioni al loro punto di
massima efficacia ed efficienza.
«Non possiamo pretendere di risolvere i problemi pensando allo
stesso modo di quando li abbiamo creati» (A. Einstein).
A cura di Ing. Enrico Espinosa e Ing. Piergiuseppe Cassone
Giocare col tempo
Trova il tempo
(musicalmente corretto)
Intervalli di tempo
Micce
Un soldato ha con sé due micce che, se accese, si consumano esattamente in un’ora ciascuna e deve far
saltare un ponte fra esattamente fra 45 minuti.
Purtroppo non ha né un orologio, nè altro modo per poter determinare il trascorrere del tempo.
Sfortunatamente il tempo di combustione delle due micce non è proporzionale alla lunghezza; così metà
miccia non brucia in mezz'ora.
Come può comunque riuscire nel suo l'intento?
Risparmiare tempo
Il Concerto
Quale sequenza consente di risparmiare tempo?
Perché?
Una band composta da 4 musicisti deve tenere un concerto, ma assorti nelle prove non si sono accorti del passare del
tempo e il pubblico ha incominciato a rumoreggiare.
Per calmare il pubblico capiscono che devono iniziare il concerto il prima possibile, ma per arrivare sul palco devono
attraversare una lunga passerella sospesa che non regge il peso di tutti e 4 e degli strumenti.
Inoltre la passerella è lunga e al buio e quindi per attraversarla serve una torcia elettrica (non è possibile né fare luce
da una parte all’altra, né recuperarla con una corda).
L’unica strategia è quella di passare due per volta camminando alla velocità del più lento e che ogni volta uno torni
indietro portando la torcia.
Qual è la strategia che consente alla band di impiegare il minor tempo considerando che:
• Jack è velocissimo (da solo impiega 1 solo minuto)
• James è veloce (da solo impiega 2 minuti)
• Jim è lento poiché deve portare anche la batteria (da solo impiega 6 minuti)
• John è lentissimo a causa di una caviglia slogata (da solo impiega 7 minuti)
Scuola
Classe
Nome
La sequenza indicata è la migliore perché
Tempo
Tempo
cumulato
Risparmiare tempo
Gioco delle 5 S
giapponese
Definizione
inglese
italiano
SEIRI
Organizzato: Eliminare ciò che non serve
SORT (o separate)
Sfoltire,
SEITON
Ordinato: mettere le cose dove servono
STORE (Straighten)
Sistemare
SEISO
Pulito: eliminare sprechi, sporco, danni
SHINE (Scrub)
Pulire
STANDARDIZE
Standardiz
zare
Standardizzato: mantenere le condizioni raggiunte
SEIKETSU con regole condivise
SHITSUKE Disciplinato: fa ciò che serve anche se è difficile SUSTAIN (Systematize) Sostenere
Funzionamento del gioco
In 20’’ cancellare ordinatamente, nella corretta sequenza
(1, 2, 3 ), quanti più numeri possibili da 1 a 49
1. Si consegnerà il foglio a faccia in giù ed in 20’’ dal via
saranno registrati i numeri cancellati da ognuno;
dopo averlo evidenziato, il risultato minore sarà il
punteggio conteggiato per il gruppo
3. METTERE IN ORDINE Con una griglia si evidenzierà
che, di fatto, i numeri sono ordinati 1 per riquadro
dal basso in alto e da sinistra a destra (1 in basso a sx,
2 in mezzo a sx, 3 in alto a sx, …) e si richiederà di
eseguire lo stesso compito che verrà valutato e
commentato nello stesso modo
51
27
30
27
30
62
23
23
47
47
40
40
10
10
58
13
13
79
7
3
Si chiederà ai componenti del gruppo se sono soddisfatti
del loro risultato e se come, secondo loro, si può
risparmiare del tempo.
2. FARE PULIZIA Si passerà poi ad un operazione di
pulizia eliminando dal foglio i numeri dal 50 al 90 e si
richiederà di eseguire lo stesso compito
4. OTTIMIZZARE Avendo notato i miglioramenti
ottenuti si predisporrà la miglior organizzazione che
consenta di ottenere il miglior risultato
10
13
23
“Cancellare nella corretta sequenza (1, 2, 3 ) …
e, nello stesso modo di prima si determinerà il
punteggio realizzato dal gruppo
30
40
47
Si dovrebbe riuscire a far notare come così tutti
sono riusciti a completare il loro compito o come le
differenze di performances tra i componenti del
gruppo sono molto minori rispetto a quelle iniziali
27
30
27
23
47
40
10
13
5
FARE PULIZIA, METTERE IN ORDINE, OTTIMIZZARE
consentono una gestione visuale della correttezza del
processo e fanno evitare anche inutili attività di controllo
(prima era difficile controllare effettivamente se ognuno
cancella va i numeri in sequenza ordinata)
27
30
51
62
23
47
40
10
58
13
79
27
30
23
47
40
10
13
27
30
23
47
40
10
13
Risparmiare tempo
Gioco delle palline da Tennis
Materiali
•
•
•
•
•
12 palline da tennis
1 Rotolo di scotch
1 tavolo
Materiale vario (cartone, spago, …)
1 cronometro + lavagna a fogli mobili per registrare i tempi
Partecipanti da 4 a 10
Funzionamento del gioco
Il valore per il cliente è che tutti mettano la loro impronta su queste palline da tennis.
Il cliente è disposto a pagarle il doppio del loro prezzo normale.
I tempi dei vari tentativi (5’) vengono man mano registrati su un tabellone tenendo l’indicazione del miglior risultato
raggiunto da tutte le classi che sono già passate dal laboratorio.
Disporre le persone intorno al tavolo in modo che si possano passare le palline .
Obiettivo
Stimolare le persone - con obiettivi sfidanti di dimezzare i tempi impiegati - a rompere i loro schemi mentali per
trovare altre soluzioni al problema che evitino ogni tipo di sprechi ed utilizzino tutti e 5 i principi presentati per il Lean
thinking.
Sprechi da evitare
• Fare ciò che non è richiesto,
• rifare attività (perché eseguite male) o lasciarle svolte a metà,
• eseguire attività o movimenti inutili,
• spostare oggetti o persone.
5 linee guida
1. Valore
Il valore per il cliente è che tutti mettano la loro impronta su queste palline da tennis.
Il cliente è disposto a pagarle il doppio del loro prezzo normale.
2. Rilevare il flusso del valore
Definire un processo ripetibile in cui tutti tocchino con entrambe le loro mani le palline in un ordine definito.
Cercare di ottimizzare il processo evitando fasi non necessarie (sprechi: attese, movimenti, spostamenti …)
3. Far scorrere il flusso
Trovare un modo per rendere il processo un flusso continuo
Velocizzare il flusso (5.)
4. Tirare il flusso
Deve essere il Cliente a tirare il flusso (sfruttare la sua richiesta in un energia che avvia il flusso)
Velocizzare il flusso (5.)
5. Perseguire l’eccellenza
Continuare a migliorare le soluzioni man mano trovate