Simulazione molecolare, una nuova frontiera computazionale della fisica teorica: una ricostruzione storica

Giovanni Ciccotti, Gianni Battimelli - Università di Roma La Sapienza

La potenza computazionale dei moderni computer si è sviluppata molto rapidamente, crescendo di diciotto ordini di grandezza in poco più di 70 anni e rendendo possibile la rivoluzione tecnologica che caratterizza il nostro tempo. Tuttavia, ancora poco noti sono i profondi cambiamenti che tali sviluppi hanno comportato nell'ambito dei fondamenti della Fisica Teorica, con particolare riguardo al settore che studia i sistemi composti da un gran numero di molecole - la Meccanica Statistica e la Simulazione Molecolare. In questo seminario verrà presentato il nuovo approccio basato sulla simulazione molecolare, il suo significato epistemologico, e si fornirà una ricostruzione storica dei cambiamenti da esso indotti nella fisica teorica.

Angelo Secchi, gesuita e scienziato

Ileana Chinnici - INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo

Il seminario presenterà l'interessante figura di Angelo Secchi (1818-1878), considerato uno dei padri dell'astrofisica moderna, pioniere nell'utilizzo di tecniche innovative per il suo tempo, come la fotografia e la spettroscopia. Gesuita dalla personalità brillante e aperta, Secchi rappresentò un'eccellenza della scienza italiana del XIX secolo: i suoi molteplici contributi, in diverse discipline scientifiche, hanno lasciato il segno nella storia delle rispettive scienze. Pienamente uomo del suo tempo, ha vissuto le contraddizioni della sua epoca, segnato in prima persona dagli scontri politici ed ideologici che hanno contraddistinto il Risorgimento italiano.

Variazioni su uno strumento. Melloni, Palmieri e la scienza napoletana

Lucia De Frenza - Università di Bari “Aldo Moro”, Seminario di Storia della Scienza

Viene prima lo strumento o la teoria che lo descrive? Può l’uso riservato ad un apparecchio determinarne il successo, senza che se ne comprenda a pieno il funzionamento? Questi interrogativi pone la storia dell’elettrometro a induzione, progettato da Macedonio Melloni a Napoli nel 1854 e (re)inventato da Luigi Palmieri, quasi dieci anni dopo, per essere utilizzato nelle sue indagini di meteorologia elettrica e diffuso in decine di osservatori in Italia. Dopo altri dieci anni, nel 1866, i matematici napoletani non avevano ancora trovato un accordo su che cosa misurasse. Dietro la storia di questo strumento trascorre in parallelo quella generale della scienza napoletana, attraverso l’attività delle istituzioni che l’hanno rappresentata e degli autori che l’hanno interpretata. Al terzo livello di prospettiva vi è poi la riflessione sull’interpretazione dell’azione della carica elettrica, che accompagnò lo sviluppo delle ricerche di elettrostatica dopo l’esposizione della teoria del campo di Michael Faraday.

Galileo costruttore di cannocchiali

Franco Salvatore Giudice - Università di Bergamo

Subito dopo la pubblicazione del Sidereus nuncius (1610), una delle critiche più ricorrenti fu che Galileo non possedesse un’adeguata teoria dello strumento che lo stava rendendo celebre in tutto il mondo. Ma era davvero necessario avere una solida e coerente teoria delle lenti per costruire un buon cannocchiale? E il fatto che Galileo, nonostante le dichiarazioni e le promesse, non produsse mai una teoria matematica dello strumento, significa forse che non ne comprendesse il funzionamento o che fosse del tutto privo di competenze ottiche? Intorno a queste domande si è sviluppata una letteratura sterminata, alimentando un dibattito che non accenna a diminuire. Eppure, una serie di particolari, finora ignorati o trascurati, permette di raccontare una storia per molti aspetti inedita, che getta una luce inattesa sul lavoro di Galileo come costruttore di lenti e ci dice qualcosa in più sui primi avvistamenti dei satelliti di Giove. È attraverso queste preziose testimonianze che proverò a seguire la nuova attività che Galileo intraprese nell’autunno del 1609, quella appunto di costruttore di cannocchiali, e che gli consentirà, nel giro di pochi mesi, di effettuare le sue straordinarie scoperte astronomiche.

La supernova e l’araba fenice

Massimo Della Valle - INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte

Le Supernovae sono state osservate fin dall’antichità. Dato il loro improvviso apparire in cielo si pensava che testimoniassero la nascita di una stella. Oggi sappiamo che questi eventi segnano la morte delle  stelle attraverso esplosioni che scagliano negli spazi interstellari, a  velocità di migliaia di chilometri al secondo, masse di gas molto più  grandi del Sole. Ma tutto questo non è una fine, bensì un inizio. Dalle  ceneri delle stelle esplose, ricche di elementi chimici prodotti durante  la loro vita, nasceranno nuove stelle, nuovi sistemi solari e nuove  Terre. E probabilmente nuova vita.

Introduzione al caos: un po' di storia e uno slalom tra ordine e complessità

Angelo Vulpiani - Università di Roma La Sapienza

Dopo una breve panoramica sullo sviluppo dei sistemi dinamici e del caos saranno affrontati alcuni aspetti concettuali. In particolare saranno discusse la connessioni del caos deterministico con il problema delle previsioni, la probabilità e la costruzione di modelli per fenomeni complessi.

Le slide del seminario

Contro la Rivoluzione. Le orbite quasi-ellittiche di Giovanni Battista Riccioli e perché la geometria dava ragione a una teoria falsa.

Flavia Marcacci - Pontificia Università Lateranense

A 350 anni dalla sua morte, l’astronomo gesuita Giovanni Battista Riccioli (1598-1671) resta un erudito conosciuto essenzialmente agli specialisti. La sua proposta della teoria geoeliocentrica a “epic-epicicli”, basata sulla ricezione delle orbite ellittiche di Kepler, lo pose fin da subito tra i perdenti della Rivoluzione scientifica. Divulgatore in Italia del testo della sentenza del Sant'Uffizio contro Galileo Galilei, condannò se stesso a passare alla storia dell’astronomia come astronomo di retroguardia. Tutto questo è innegabile, ma resta il problema della congruenza tra la sua soluzione geometrica e i dati e le osservazioni disponibili al suo tempo. Perché la matematica poteva offrire questa possibilità a una teoria che si rivelerà sbagliata? In questo seminario saranno esaminate alcune delle articolate risposte tecniche ed epistemologiche date da Riccioli, che offrono ancora oggi un'interessante occasione di riflessione.

Il genio scomodo. Breve viaggio nella fisica di Ludwig Boltzmann

Massimiliano Badino - Università di Verona

Più citato che letto, più letto che capito. Questo, in una battuta provocatoria, potrebbe essere il riassunto del lavoro di Boltzmann. Non che il fisico austriaco non ne fosse perfettamente consapevole. Anzi, verso la fine della sua vita le difficoltà di comunicazione della sua visione del mondo generarono in lui una sempre maggiore amarezza e non raramente vere e proprie psicosi. Eppure nessuno metteva in dubbio la sua statura come fisico matematico. Cosa rese il lavoro di Boltzmann così difficile da digerire per i suoi contemporanei?
Per quale ragione, accanto all'immediato rispetto e quasi al timore reverenziale che il nome di Boltzmann incuteva, spesso si accompagnava un cortese, ma sistematico accantonamento degli aspetti più profondi della sua opera? Ancora oggi, a 115 anni dalla sua scomparsa, questo interrogativo rimane aperto.

La tradizione scientifica della Compagnia di Gesù dal Collegio Romano alla Specola Vaticana

P. Gabriele Gionti, S.J. - Specola Vaticana

In questo seminario si esporrà lo sviluppo storico della tradizione scientifica della compagnia di Gesù. Si sottolineerà come questa tradizione nasca, seguendo l'intuizione di S. Ignazio di Loyola di utilizzare nel Collegio Romano il "Modus Parisiensis" dei domenicani della Sorbona di Parigi, da un connubio tra la tradizione umanistica e quella scientifica. Si esporrà come il capostipite di questa tradizione, P. Cristoforo Clavio, S.J. sia riuscito a realizzare un'accademia scientifica nel Collegio Romano che ha prima collaborato e poi è entrata in contrasto con Galileo Galilei. La scuola di Clavio ha prodotto scienziati gesuiti significativi per l'epoca, matematici, fisici e astronomi. Fra i più famosi ricordiamo p. Orazio Grassi, S.J., P. Atanasio Kircher, S.J., p, Francesco Grimaldi, S.J., P. Gian Battista Riccioli, S.J., P. Paolo Guldino, S.J. fino ad arrivare a p. Girolamo Saccheri, S.J. che, senza accorgersene, scoprì le geometrie non euclidee. Essi hanno influenzato la cultura scientifica di tutta l'Europa anche a causa della fondazione di numerosi collegi della Compagnia di Gesù in Europa e nel nuovo mondo. In questi collegi le discipline scientifiche erano regolarmente insegnate. La tradizione scientifica della compagnia è stata decisiva anche ai fini missionari dato che p. Matteo Ricci, S.J. riuscì ad arrivare alla corte dell'imperatore della Cina grazie alle sue conoscenze scientifiche. Si cercherà anche di sottolineare come questa tradizione scientifica sia strettamente legata alla tradizione spirituale della Compagnia, in particolare sia legata alla "Contemplatio ad Amorem" del libretto degli esercizi spirituali di S. Ignazio di Loyola. Uno dei massimo esponenti di questa tradizione è stato p. Angelo Secchi, S.J. direttore nella seconda metà dell'ottocento dell'osservatorio pontificio del Collegio Romano e considerato il padre dell'Astrofisica Moderna.
Con la presa di Roma da parte dello stato italiano e la confisca dei beni ecclesiastici la storia dell'osservatorio del Collegio Romano retto dai gesuiti cessa. Per iniziativa di papa Leone XIII sotto la spinta del padre barnabita Francesco Denza, si apre una Specola Vaticana in Vaticano sull'antica Torre dei Venti che fu sede dei un piccolo osservatorio nel cinquecento quando fu promulgato il calendario gregoriano. Nel 1906 diventa direttore della Specola Vaticana il p. gesuita austriaco Hagen, precedentemente direttore dell'osservatorio dell'Università di Georgetown a Washington D.C., e da allora la Specola viene affidata dal Papa alla Compagnia di Gesù. Per motivi di inquinamento luminoso la Specola viene trasferita nel 1935 a Castel Gandolfo, residenza estiva del papa e, successivamente, si apre una sede a Tucson in Arizona, USA, presso l'Università dell'Arizona dove si costruisce un nuovo telescopio nel deserto sul Mount Graham. Attualmente la ricerca della Specola Vaticana spazia nei diversi campi dell'Astronomia, dalla planetologia alla astrofisica relativistica, alla cosmologia fino alla gravità quantistica.