Le Stelle Collana a cura di Corrado Lamberti George V. Coyne Michael Heller Un Universo comprensibile Interazione tra Scienza e Teologia Tradotto dall’edizione originale inglese: A Comprehensible Universe di George V. Coyne e Michael Heller Copyright © 2008 Springer-Verlag New York Springer is a part of Springer Science+Business Media All Rights Reserved Versione in lingua italiana: © Springer-Verlag Italia 2009 Traduzione di: Corrado Lamberti ISBN-978-88-470-1371-1 Springer-Verlag Italia e-ISBN 978-88-470-1372-8 D0I 10.1007/1372-8 Quest’opera è protetta dalla legge sul diritto d’autore, e la sua riproduzione è ammessa solo ed esclusiva- mente nei limiti stabiliti dalla stessa. Le fotocopie per uso personale possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. 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Foto nel logo: rotazione della volta celeste; l’autore è il romano Danilo Pivato, astrofotografo italiano di grande tecnica ed esperienza Foto di copertina: in primo piano, la cupola del William Hersckel Telescope; sullo sfondo in alto, la stella brillante è Sirio (foto Nik Szymanek, Ian King; cortesia Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma) Progetto grafico della copertina: Simona Colombo, Milano Impaginazione: Erminio Consonni, Lenno (CO) Stampa: Grafiche Porpora S.r.l., Segrate, Milano Stampato in Italia Springer-Verlag Italia Srl, Via Decembrio 28, I-20137 Milano Springer fa parte di Springer Science + Business Media (www.springer.com) PREFAZIONE Ogni libro ha due vite: quella precedente e quella successiva alla pubblicazione. Dopo la sua uscita, se ha successo, il libro viene studiato dai critici e si conqui- sta un posto nella storia della letteratura. Invece, della sua vita precedente, di norma, non si sa nulla, benché sia proprio questa la fase decisiva che ne deter- mina il successo o lo condanna all’oblio. Questo libro nasce a seguito di un corso tenuto da uno degli autori (M.H.) agli studenti del dipartimento scienti- fico dell’Università Jagelloniana di Cracovia (Polonia). Gli studenti ebbero un ruolo vitale nella strutturazione di quel corso: di fatto, le loro domande e le di- scussioni con il docente determinarono di volta in volta quali sarebbero stati gli argomenti da trattare nelle successive lezioni. In seguito, gli autori ebbero modo di incontrarsi presso l’Osservatorio Astronomico del Vaticano, nel palazzo pontificio di Castel Gandolfo, residenza estiva del Papa. Al termine delle usuali giornate di lavoro e di ricerca, nelle lunghe serate autunnali, con i primi venti freddi che si insinuavano nei corridoi e su per le scalinate del palazzo, misero mano alla versione inglese del manoscritto. Lavorando insieme a Castel Gandolfo, capitava di sovente che fosse più comodo, facile e immediato comunicare fra loro per e-mail che cercarsi tra le vaste sale del palazzo. In tal modo, quando in seguito i due si ritrovarono separati da una distanza pari a mezza circonferenza terrestre – M.H. nella sua Università in Polonia, G.V.C. all’Istituto di Ricerca dell’Osservatorio Vaticano, in Arizona – la pratica di lavorare via e-mail, ormai ben sperimentata, non determinò alcun impedimento: anzi, si rivelò sempre più efficace. Nel frattempo, l’editore polacco Proszynski i S-ka esprimeva il desiderio di pubblicare la nostra opera in Polonia. Il libro, tradotto dall’inglese da Robert V PREFAZIONE M. Sadowski, uscì nel 2007 con il titolo Pojmowalny WszechÊwiat (Un Universo comprensibile). La versione inglese differisce da quella polacca in alcuni punti: abbiamo trattato con maggior dettaglio la sezione sull’induzione; abbiamo aggiunto un capitolo alla fine e numerose note bibliografiche. Così, il nostro libricino si affaccia alla vita pubblica. Esprimiamo la nostra gratitudine ad Abner Shimony per i suggerimenti importanti che ci ha dato dopo aver letto la prima versione e ad Angela Lahee per l’impegno profuso in tutte le fasi della lavorazione. dicembre 2007 George V. Coyne Michael Heller VI SOMMARIO INTRODUZIONE XI PARTE I IL DRAMMA DELLA RAZIONALITÀ 1 Capitolo 1 COME SI SCOPRÌ CHE IL MONDO È RAZIONALE 3 1. La grande mutazione 2. Ordine e necessità 3. Il primo conflitto tra ragione e fede 4. La presenza del mito Capitolo 2 GLI ASTRONOMI DOVREBBERO GUARDARE IL CIELO? 11 1. La filosofia della fisica in Platone 2. L’ispirazione platonica Capitolo 3 SETTE CONTRO TEBE 15 1. L’ira di Aristotele 2. La matematica e la fisica 3. La natura della matematica Capitolo 4 COME CONTARE I GRANELLI DI SABBIA 21 1. Un numero maggiore di qualunque altro 2. Il metodo 3. Tre grandi tradizioni VII Capitolo 5 IL MONDO È RAZIONALE? 27 1. Domande sulla razionalità 2. La nostra ipotesi preliminare 3. Contro la razionalità 4. L’effetto Kant PARTE II IL CONTRIBUTO DELLA CRISTIANITÀ 33 Capitolo 6 ENTRA IN SCENA LA CRISTIANITÀ 35 1. La filosofia greca e la tradizione biblica 2. Stoltezza per i Greci Capitolo 7 TEOLOGIA E SCIENZA ALL’EPOCA DEI PADRI DELLA CHIESA 41 1. La razionalità dei Greci e la teologia cristiana 2. La Chiesa e l’Accademia: Gerusalemme e Atene 3. La sfida della cosmologia greca 4. La rivoluzione cristiana 5. Valutazione Capitolo 8 IL CONTRIBUTO DEL MEDIOEVO 53 1. Introduzione 2. L’Alta Scolastica 3. Il metodo 4. La trasmissione e la trasformazione della razionalità VIII PARTE III LA SCOPERTA DEL METODO 61 Capitolo 9 ACHILLE E LA FRECCIA 65 1. La dialettica del moto 2. Achille e la tartaruga venticinque secoli dopo 3. Il miracolo del metodo 4. Antinomie della transitorietà 5. L’evoluzione dei problemi Capitolo 10 LA DINAMICA DI ARISTOTELE 73 1. Il retroterra filosofico 2. Le due leggi della dinamica aristotelica 3. Il principio d’inerzia 4. Gli standard dinamici Capitolo 11 TRE GENERAZIONI: DA TARTAGLIA A GALILEO 79 1. Un trattino sulla s 2. La scienza e l’artiglieria 3. Pietre in caduta libera 4. Galileo il relativista 5. La scoperta più grande Capitolo 12 LA NASCITA DEL METODO 89 1. Sulle spalle di giganti 2. Definizioni e leggi del moto 3. Il calcolo differenziale 4. Concetti ben noti a tutti 5. L’eliminazione della materia 6. Calcolare o spiegare 7. La filosofia sperimentale IX Capitolo 13 È MATEMATICO IL MONDO? 99 1. Il metodo 2. Universi non-matematici 3. Cosa possiamo imparare da questi esempi? 4. La selezione naturale delle teorie fisiche 5. La giustificazione dell’induzione Capitolo 14 MATEMATICI AL LAVORO 109 1. Introduzione 2. La matematica vede più dei nostri occhi 3. L’idea di campo 4. La rivoluzione relativistica 5. La rivoluzione quantistica 6. La matematica del caos 7. La matematizzazione “del tutto” 8. La soglia di Planck 9. I limiti del metodo 10. Un campo di razionalità APPENDICE 129 1. Introduzione 2. La matematica di Dio 3. La matematica come morfologia di strutture 4. Realismo strutturale 5. La struttura del mondo 6. La mente di Dio e la mente dell’uomo NOTE E CITAZIONI 137 INDICE 145 X INTRODUZIONE Come è possibile l’irrazionalità? Ci poniamo questa domanda non per il gusto di provocare il lettore, ma perché pensiamo che l’interrogativo sia alquanto serio. Fu Immanuel Kant, nei suoi Prolegomeni ad ogni futura metafisica, a chiedersi: “Com’è possibile la matematica pura?” e “Com’è possibile la scienza della natura?”. Ai tempi di Kant non c’era alcun dubbio riguardo all’effettiva esistenza della matematica pura e delle scienze natu- rali: e, se esistono, vuol dire che sono possibili. Ma in che modo? Come è possibile che, quando interroghiamo correttamente la natura, seguendo un metodo d’indagine corretto, otteniamo le risposte corrette? Quali condi- zioni deve soddisfare il mondo, e quali condizioni dobbiamo attribuire alla nostra mente affinché questa procedura risulti così meravigliosamente effi- cace? Questo era il problema che Kant si poneva. L’irrazionalità esiste. Sarebbe da pazzi cercare di negare questo dato di fatto incontrovertibile. Eppure, dovremmo chiederci come sia possibile che esista l’irrazionalità in un mondo che, altrimenti, è razionale. Cade una pietra verso il basso. Fra un’infinità di possibili tragitti, essa sceglierà proprio il solo che è previsto dalle leggi di Newton. Vero è che le particelle elementari non seguono traiettorie deterministiche, ma anch’esse obbediscono alle leggi della fisica quantistica. Nel mondo fisico nulla può esistere che presenti caratteristiche di auto-contraddittorietà, o che sia esente da regolarità matematiche. Solo noi umani godiamo della libertà d’essere irrazionali. Se qualcuno dovesse affermare che “due per due fa una lampadina”, non si verificherebbe alcuna catastrofe, l’Universo continue- rebbe a esistere e solo quella persona, se decidesse di comportarsi coeren- XI