Il libro di Chris Woodford per capire come funziona tutto ciò che ci circonda

“Non bisogna essere geni della fisica per comprendere fino in fondo come funzionano le cose”, ricorda Chris Woodford nell’introduzione del suo libro; ma certo bisogna essere degli abili divulgatori per rendere semplici e interessanti le conoscenze essenziali che spiegano e danno significato a questi funzionamenti. E Woodford certamente lo è: definito uno dei più grandi divulgatori del mondo anglosassone, fa in modo che ci si possa riconoscere nei gesti abituali o nelle situazioni da lui descritte e spiegate “scientificamente” in termini comprensibili. Propone un uso della matematica funzionale a capire di cosa si sta parlando, facendo anche misure e conti dai risultati che superano l’immaginazione. Che potenza dovrà sopportare il nostro cranio se cadiamo da circa dieci metri di altezza? In un impatto che dura un decimo di secondo dovrà sopportare una potenza di 75.000 watt, la testa sbatte con una forza che è correlata alla velocità, più il trasferimento di energia è rapido e più ci facciamo male…

Nel corso delle descrizioni Woodford dà semplici definizioni di grandezze come Forza, Pressione, Attrito, ogni volta contestualizzandole e, per esempio, spiegando quali forze il corpo deve continuamente sopportare, o a quali forze gli edifici devono opporsi per non crollare; racconta come sia la gravità a dominare la vita, esercitata dai sei milioni di miliardi di miliardi di chilogrammi che corrispondono alla massa eccezionale della Terra che attira tutto ciò che ha intorno e lo fa pesare. Ricordando le tre leggi del moto espresse da Newton, Woodford descrive sinteticamente le relazioni tra forze e movimento attraverso gli equilibri che condizionano la vita, dai grattacieli che l’uomo riesce a costruire fino ai giochi di destrezza dei grandi calciatori.

Ma per spiegare i fenomeni macroscopici bisogna spingere lo sguardo fino alla struttura atomica e molecolare della materia; e la caratteristica del saggio di Woodford è proprio il continuo legame tra universo visibile e spiegazioni nel mondo invisibile. Sono le caratteristiche degli atomi, le forze di attrazione e repulsione tra cariche positive e negative che condizionano il comportamento di ogni cosa. Sono le forze subatomiche a fare sì che gli edifici non crollino: la compressione e la tensione delle fondamenta e delle varie strutture che li sostengono spingono il peso delle pareti verso il terreno mentre gli atomi del terreno lo respingono indietro in una situazione di equilibrio statico che può durare centinaia di anni.

Le macchine semplici, come la ruota, la leva e il cuneo sono stati i primi strumenti che hanno permesso di amplificare la forza o la velocità del corpo: anche un rotolo di carta igienica è una ruota che agisce come una leva sul suo punto di appoggio. Per questo, quando il rotolo nuovo comincia a girare può continuare a farlo da solo, per effetto della sua quantità di moto, e srotolare tutta la carta sul pavimento, come nelle migliori pubblicità di certe carte igieniche.

Grazie a Woodford siamo così portati a riflettere per esempio su quanto la tecnologia degli ingranaggi è essenziale per la costruzione delle biciclette, e il cambio di marcia permette di modificare a seconda dei casi, forza, velocità o energia a livello dei pedali e della ruota posteriore. Se la marcia è alta, con un giro di pedali la ruota fa due giri, la velocità aumenta il doppio mentre la forza si dimezza. Sempre si dissipa energia, a causa dell’attrito radente (strisciando le ruote sul terreno), della resistenza aerodinamica (fendendo l’aria) e dell’attrito volvente (rotolando) ma in salita una parte dell’energia cinetica (di movimento) si trasforma progressivamente in energia potenziale (l’altezza raggiunta) che può nuovamente trasformarsi in energia cinetica scendendo in discesa senza pedalare.

Seguendo il filo continuo tra universo visibile e mondo invisibile tracciato da Woodford, scopriamo che le strutture molecolari sono essenziali per costruire materiali come le colle, in cui forze di coesione e di adesione sono fondamentali: tutto ciò che facciamo ha a che fare con la necessità di tenere le cose unite o di farle scivolare l’una sull’altra. La carta da parati si stacca dalle pareti quando non vorremmo, scivoliamo malamente sui pavimenti bagnati nonostante i cartelli di avviso. E sempre sono implicate forze a corto raggio tra due superfici molto vicine. Alcune colle formano legami chimici con i materiali da attaccare, altre scambiano addirittura molecole, altre ancora attraggono fisicamente gli elettroni dei materiali su cui aderiscono, generando legami elettrici. E i post-it possono attaccarsi e staccarsi più volte grazie alla struttura irregolare della patina adesiva che ne ricopre una estremità.

Attaverso la varietà degli esempi, Woodford sviluppa un modo di interpretare i fatti in cui il continuo riferimento alle strutture atomiche e molecolari della materia rappresenta una importante chiave di lettura della realtà, una modalità di interpretazione dei fenomeni quotidiani su cui l’autore porta continuamente la nostra attenzione. Ancora per fare un esempio, i vetri degli occhiali da sole rappresentano uno spunto per parlare della natura della luce e della radiazione elettromagnetica più in generale; e la luce stessa viene definita come “energia che possiamo vedere”. La radiazione è energia che va in giro ad alta velocità (quella della luce, appunto, secondo Einstein) portata da onde giganti come le onde radio o onde subatomiche, come i raggi gamma, migliaia di volte più piccole degli atomi. Tutta la luce è quindi “elettrica”, costituita da elettricità e magnetismo che viaggiano insieme nello spazio, e deriva dagli elettroni dell’atomo che assorbono energia, si eccitano allontanandosi dal loro nucleo e, tornando al loro stato fondamentale, riemettono l’energia in forma di luce, visibile con gli occhi e con i diversi strumenti.

Le condizioni energetiche del pianeta rappresentano un altro motivo sempre presente nella descrizione dei vari fenomeni: dal riscaldamento globale alle modalità della produzione dei cibi e al loro uso nell’alimentazione quotidiana. Chi sapeva che il ketchup è un fluido non newtoniano che si ammorbidisce sbattendolo? Alcune notazioni interessanti riguardano i differenti tipi di cottura e i modi in cui le sostanze modificano col calore la loro struttura molecolare, spesso in maniera irreversibile. Ancora a livello planetario, Woodford parla delle caratteristiche fisico-chimiche dell’acqua, della sua diffusione, del suo straordinario calore specifico, delle sue caratteristiche di solvente, dell’uso spesso incauto che se ne fa quotidianamente. Non manca la domanda sul differente impatto energetico di un bagno in vasca e di una doccia, del perché si può fare una doccia gelida ma difficilmente ci si immerge in una vasca di acqua gelata. Le modalità (fisiche) di trasmissione del calore si riflettono sulle abitudini quotidiane, sulle manifatture dei vestiti, sull’invenzione di materiali sintetici, traspiranti e impermeabili nello stesso tempo.

La complessità della tecnologia è forse un argomento ormai bene noto; invece, l’interpretazione scientifica delle abitudini quotidiane e la spiegazione dei tanti piccoli fatti che automaticamente compongono la nostra vita può ancora incuriosirci e stimolare domande che il libro di Woodford, con la sua ricca bibliografia e l’indicazione del suo sito dedicato alla divulgazione scientifica, può contribuire a soddisfare.