Page 120 - Fisica per non fisici

Ciò è suggerito generalizzando uno dei principi fondamentali della fisica e cioè il
principio di azione e reazione.
Dobbiamo accettare che, in qualsiasi esperimento, osservatore e oggetto
osservato sono entità inscindibili. Possiamo dire così: per studiare un certo sistema

fisico, oppure un esperimento di qualsiasi natura, è necessario che esso si riveli alla
nostra osservazione. In altri termini, è necessario che esso eserciti una certa azione
sugli strumenti che abbiamo preparato allo scopo o semplicemente sulla nostra stessa
persona. Ebbene, se per essere adeguatamente osservato il sistema ha esercitato una

certa azione sugli strumenti di misura o sulla nostra persona, tali strumenti, o la
nostra persona, hanno generato sul sistema una reazione della stessa entità.
Quindi l’osservazione di un qualsiasi sistema fisico altera necessariamente il
sistema stesso ovvero lo svolgimento di qualsiasi fenomeno.

Affinché fosse possibile osservare un fenomeno in sé, senza alcuna influenza
esterna, occorrerebbe allora che l’interazione tra fenomeno e osservatore fosse
completamente annullata. Ma ciò equivarrebbe a ignorare completamente il
fenomeno. Se vogliamo studiare un fenomeno dobbiamo per forza alterarlo; non c’è
via di uscita.

Vediamo un semplice esempio per chiarire il concetto che vi ho illustrato, pensando
proprio alla nostra persona come osservatore di un sistema fisico.

Immaginiamo di voler valutare, seppure approssimativamente, la temperatura
dell’acqua che è contenuta in un termos perfettamente isolante. Se lasciamo le cose
come stanno, saremo sicuri che in quel termos c’è acqua che mantiene
indefinitamente una certa temperatura. Ma possiamo dire che quell’acqua è calda?
Per fare questo dobbiamo immergere un dito in quell’acqua anche per un solo istante

(abbiamo paura di scottarci...) Sì, l’acqua è quasi bollente. Abbiamo fatto bene a
essere cauti, ma attenzione: dopo la nostra osservazione l’acqua non è più nelle
condizioni precedenti; è un po’ meno bollente perché parte del calore è passato

dall’acqua al nostro dito. Ecco che l’osservazione della temperatura ha di fatto
alterato lo stato nel quale si trovava l’acqua. C’è da dire che con la nostra
operazione abbiamo sottratto una quantità piccolissima di calore che di fatto non
altera apprezzabilmente la temperatura dell’acqua ma, in linea di principio, da quel
momento in poi, non possiamo più affermare che quell’acqua è quasi bollente.

Piuttosto che il nostro dito, avremmo potuto immergere una sonda piccolissima,
come quella dei termometri elettronici che utilizziamo per sapere se abbiamo la
febbre. Questa sonda avrebbe sottratto all’acqua una quantità di calore ancora più

piccola e peraltro il termometro ci avrebbe fornito una valutazione numerica della
temperatura, ma in ogni caso avremmo comunque alterato lo stato dell’acqua.

Vorrei proporvi un’altra situazione che illustra ancora una volta i concetti dei quali
abbiamo parlato.