Spazio e tempo

SPAZIO
&
TEMPO
TRA FISICA
E FILOSOFIA
Classe IVA
a. s. 2014-15
Spazio e tempo
“Spazio" e "tempo"
sono concetti che
appartengono alla
tradizione filosofica ,
ma sono stati indagati
anche da teorie fisiche
fondamentali.
Realtà concreta e
realtà astratta
Spazio e tempo ci servono
per distinguere fra la realtà
concreta e la realtà astratta:
una qualsiasi cosa può
esistere in senso concreto
solo se occupa una certa
porzione dello spazio e del
tempo.
Sostanzialismo e
relazionismo
Sul problema della natura dello spazio
e del tempo, due principali posizioni
contrapposte: il sostanzialismo e il
relazionismo. Il sostanzialismo ritiene
che spazio e tempo esistano in modo
indipendente dagli oggetti e dagli
eventi fisici in essi localizzati. Il
relazionismo ritiene che spazio e
tempo siano solo relazioni tra corpi ed
eventi fisici.
Spazio
quadrimensionale
L’universo è
quadridimensionale e il tempo è
una delle sue dimensioni. Fu
Einstein ad esporre questa
teoria. Egli ipotizzò che la luce
avesse natura corpuscolare,
ipotizzando che viaggiasse nello
spazio sotto forma di quanti.
Democrito (v sec. a.C.)
Filosofo greco antico
fondatore dell’atomismo.
Alla base della sua
ontologia c’erano i concetti
di atomo e vuoto: l’atomo
costituiva l’essere, mentre
il vuoto rimandava a un
certo senso al non essere.
Egli contrappose alla
divisibilità infinita dello
spazio geometrico
l’indivisibilità dello spazio
fisico, di cui l’atomo è il
limite invalicabile.
In questo illimitato vuoto spaziale non
esistevano più punti di riferimento,
tanto che egli affermò : <<Non
esiste basso né alto, né
centro, né ultimo, né
estremo.
Democrito avrebbe ammesso l’esistenza
di un “non qualcosa”, il vuoto, il
nulla inteso come spazio, più
semplicemente come la mancanza di
materia.
Pieno e vuoto costituivano pertanto i due
principi originali a cui ricondurre
l’esistenza di tutte le cose: l’uno
rimandava all’altro, lo implicava
necessariamente, poiché la realtà era
il risultato della loro sintesi.

L’universo fisico è
secondo Aristotele
perfetto, unico, finito ed
eterno. È perfetto perché
non manca di nulla e,
quindi, finito. Ogni cosa
esiste in uno spazio, non
vuoto, e ha un limite
estremo, identificato con
la sfera delle stelle fisse.
Spazio e tempo
Aristotele definisce lo spazio come il
“luogo” (tópos), ossia come la
posizione di un corpo fisico tra gli
altri corpi.
<<lo spazio è il limite
immobile e immediato del
contenente, in quanto esso
è contiguo al contenuto>>.
Aristotele precorre Agostino nel
negare al tempo la realtà oggettiva e
indipendente. Il tempo è inseparabile
dal movimento così come questo è
inseparabile dall’ estensione.
Tagaste, 13 novembre 354 – Ippona, 28 agosto 430
<<Che Cos’è dunque il
tempo? Quando nessuno
me lo chiede, lo so; ma
se qualcuno me lo
chiede e voglio
spiegarglielo, non lo
so>>
Il tempo non è un problema per Dio, esso lo è per la
comprensione degli uomini.
Il tempo è, infatti, una strana realtà:
•il passato non è più;
• il futuro non è ancora;
• il presente non posso identificarlo nell'istante attuale,
perché questo è subito trascorso, non è più.
Il tempo è quindi estensione dell’anima, è soggettivo,
dipende cioè dalla coscienza ed è percepito da essa.
Pisa1564-Arcetri 1642
Trasformazioni galileiane
In fisica la trasformazione galileiana è un
insieme di leggi che descrivono il legame tra
le coordinate di un oggetto in due sistemi di
riferimento cartesiani in moto rettilineo
uniforme l'uno rispetto all'altro, nell'ipotesi
che le velocità in gioco siano molto inferiori
alla velocità della luce.
Si assume che le due origini
(O e O’) coincidano al
tempo t=0, t’=0. Data
l’ipotesi di “tempo
assoluto” che vale per tutta
la meccanica classica ∆t=∆t
’ . Quindi, se coincidono
anche le origini dei tempi
misurati nei due sistemi di
riferimento, si avrà che t=t’
La posizione del punto P, ad un certo istante
t=t’ sarà x rispetto ad O, e x’ rispetto ad O’.
X=OP, x’=O’P, inoltre si ha che: OO’=V·
t quindi, dato che OP=OO’+O’P, si avrà
che x= V· t +x’
Le trasformazioni dal sistema O(x,y,z,t) al
sistema O’(x’,y’,z’,t’), e viceversa, sono
quindi:
Dalle trasformazioni di coordinate posso ricavare le
leggi di trasformazione per le altre grandezze; per esempio
per la velocità:
Da cui si vede che, mentre le velocità
cambiano nei due sistemi di riferimento (la
velocità è relativa), le accelerazioni sono le
stesse.
Newton non accettava l’irriducibilità dell’universo relativistico e
aveva introdotto le nozioni di spazio assoluto, tempo assoluto e
moto assoluto.
Per Newton le nozioni di spazio, tempo e moto assoluti traevano
origine sia da ragioni fisiche (giustificare il principio d’inerzia),
sia da ragioni metafisiche (giustificare la presenza e l’azione di
Dio nello spazio e nel tempo).
Assoluto
Lo spazio assoluto, per sua
natura senza relazione ad
alcunché di esterno, rimane
sempre uguale e immobile.
Relativo
Lo spazio relativo è una
dimensione mobile o misura
dello spazio assoluto, che i
nostri sensi definiscono in
relazione alla sua posizione
rispetto ai corpi, ed è
comunemente preso al posto
dello spazio immobile.
Lo spazio assoluto e lo spazio relativo sono
identici per grandezza e specie, ma non sempre permangono identici quanto al
numero. Infatti se la Terra, per esempio, si muove, lo spazio che contiene la nostra
aria, e che, relativamente alla Terra, rimane sempre identico, ora sarà una data
parte dello spazio assoluto attraverso cui l’aria passa, ora un’altra parte di esso; e
così, senza dubbio, muterà incessantemente.
Assoluto
Il tempo assoluto, vero,
matematico, in sé e per sua
natura senza relazione ad
alcunché di esterno, scorre
uniformemente, e con altro
nome è chiamato durata.
Relativo
Il tempo relativo, apparente e
volgare, è una misura (esatta o
inesatta) sensibile ed esterna
della durata per mezzo del moto,
che comunemente viene
impiegata al posto del vero
tempo: tali sono l’ora, il giorno,
il mese, l’anno.
Assoluto
Il moto assoluto è la
traslazione di un corpo
da un luogo assoluto in
un luogo assoluto.
Relativo
Il moto relativo è la
traslazione di un corpo
da un luogo relativo in
un luogo relativo.
“In una nave spinta dalle
vele, il luogo relativo di un
corpo è quella parte della
nave in cui il corpo giace,
ossia quella parte dell’intera
cavità che il corpo riempie e
che dunque si muove insieme
alla nave.”
Gottfried Wilhelm Von Leibniz
(Lipsia 1646 - Hannover1716)
&
Immanuel Kant
(Königsberg 1724 - ivi 1804)
Lo spazio non è oggettivamente
tridimensionale:
ci appare come esteso, ma si tratta
di una nostra prospettiva.
II tempo non ha una realtà
oggettiva indipendente dal
soggetto, ma è una nostra
prospettiva, un nostro modo di
vedere “l’ordine dei successivi”

L’unico fattore che potrebbe rendere distinte
due cose perfettamente identiche sotto ogni
altro aspetto è lo spazio, uno spazio reale : il
fatto che una si trovi in un certo punto di esso
e l’altra in un altro punto.
IL TEMPO:
• E’ una realtà a priori.
• Nessuno può pensare ad un ‘’prima’’
a ad un ‘’dopo’’ se non accetta l’idea
che esiste una realtà, il tempo, che gli
permette di farlo.
• Senza tempo non esistono i
fenomeni; senza fenomeni sussiste il
tempo tranquillamente.
• Il tempo ha una sola dimensione e i
diversi tempi non sono insieme ma
successivi.
• Il tempo è una forma pura
dell’intuizione sensibile.
• L’infinità del tempo può essere solo
intuita.



LO SPAZIO:
Non è un concetto
empirico che può
essere tratto
da esperienze esterne.
La stessa esperienza
esterna è possibile solo
se esiste la
rappresentazione a
priori di spazio.
Lo spazio non è un
concetto discorsivo, ma
un' intuizione pura.
 “Il
tempo è relativo, il suo
unico valore è dato da ciò che
noi facciamo mentre sta
passando.”
TEORIA DELLA
RELATIVITA’ (1915)
Lo spazio-tempo
non è più
oggettivo ma
relativo.
Spazio e tempo
coincidono
(universo a 4
dimensioni)
Tutto dipende dalla velocità
della luce (300 000 km/s):
noi vediamo immagini e
colori grazie ad essa.
Nulla può mai superare
questa velocità.
Se per assurdo l’uomo
riuscisse a superarla allora
non sarebbe più soggetto
allo scorrere del tempo.