Florestano Evangelisti

In questo libro si intende illustrare il lungo cammino che ha portato all’odierna concezione della materia, la cui determinazione rappresenta uno dei maggiori successi ottenuti dalla ricerca scientifica. Oggi, grazie alla meccanica quantistica e ai progressi della fisica e della chimica, abbiamo una conoscenza abbastanza precisa della struttura e delle proprietà della materia. Questa conoscenza è stata messa a punto in tempi relativamente recenti, pur essendo la risposta a domande antiche, alcune delle quali sono state poste contestualmente al sorgere della riflessione filosofica nella Grecia antica. Il lungo cammino, che ci ha portato all’acquisizione di questa conoscenza può essere diviso in tre fasi: la prima, temporalmente molto lunga, che è terminata alla fine del XIX secolo con la messa a punto della concezione della materia basata sulla fisica “classica”; la seconda, che ha visto la costruzione della “vecchia teoria dei quanti” nel tentativo di spiegare le proprietà della materia ed è terminata con la formulazione della moderna meccanica quantistica; la terza, in cui si è elaborata la moderna concezione quantomeccanica della materia atomica e nucleare. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la prima fase sono: la riscoperta e l'appropriazione di conoscenze e concetti dell'antichità da parte della cultura occidentale in epoca moderna; il successivo processo di revisione nei secoli XVI e XVII e le nuove sperimentazioni e teorie del XVIII secolo; l’affermazione, nell’Ottocento, della visione di una materia composta da un numero preciso di sostanze elementari, gli elementi, dotati di proprietà fisiche e chimiche peculiari; la scoperta degli elettroni. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la seconda fase sono: l’introduzione delle prime ipotesi di quantizzazione delle grandezze fisiche grazie a Planck ed a Einstein; la prima spiegazione delle proprietà della materia basata sugli assiomi di quantizzazione rappresentata dalla teoria di Bohr-Sommerfeld dell’atomo di idrogeno; la scoperta delle nuove proprietà quantomeccaniche della materia (lo spin dell’elettrone, il principio di esclusione e la dualità onda-particella); l’elaborazione moderna meccanica quantistica. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la seconda fase sono: l’introduzione delle prime ipotesi di quantizzazione delle grandezze fisiche grazie a Planck ed a Einstein; la prima spiegazione delle proprietà della materia basata sugli assiomi di quantizzazione rappresentata dalla teoria di Bohr-Sommerfeld dell’atomo di idrogeno; la scoperta delle nuove proprietà quantomeccaniche della materia (lo spin dell’elettrone, il principio di esclusione e la dualità onda-particella); l’elaborazione della moderna meccanica quantistica.

Our current concept of matter, one of scientific research’s greatest successes, represents a long journey, from questions posed during the birth of philosophy in Ancient Greece to recent advances in physics and chemistry, including Quantum Physics.

Our current concept of matter, one of scientific research’s greatest successes, represents a long journey, from questions posed during the birth of philosophy in Ancient Greece to recent advances in physics and chemistry, including Quantum Physics. This book outlines that journey. The book has three parts, each detailing a phase of the journey. The first saw the development of a conception based on "classical" physics; the second saw the construction of the "old" quantum theory attempting to explain the mysterious properties of matter, resulting in formulation of the "new" quantum theory; the third saw the formation of the modern conception of matter, based on quantum mechanics. Along the way, various topics are discussed, including: rediscovery and appropriation of antiquity by Western culture in the modern era; the subsequent revision process in the 16th and 17th centuries and the new experiments and theories of the 18th; attempts to understand the mysterious properties of matterthat could not be explained by classical physics; the first quantization hypotheses; discovery of new purely "quantum-mechanical" properties of matter; and the ultimate clarification of atomic structure. This book is aimed at anyone who wants a clear picture of how we arrived at the modern conception of matter.