La nascita della fisica dei quanti ha rappresentato una sorta di rivoluzione copernicana nella storia della conoscenza, non dissimile da quella svolta dalla teoria di Darwin in biologia. L'insegnamento si propone infatti, in primo luogo, di mostrare allo studente come questa teoria indeterministica, nonostante il suo grandissimo successo predittivo, mai smentito, rimanga tuttora misteriosa e si sia dovuta confrontare con la propria impossibilità di descrivere in modo oggettivo e causale la realtà quantistica. Questa poi è apparsa sempre più sfuggente e persino l’oggettività della conoscenza scientifica è apparsa problematica. L'insegnamento intende quindi rendere lo studente consapevole del lungo e vivace dibattito sui quanti che ha visto come protagonisti i maggiori fisici del Novecento, che hanno avuto il coraggio di aprire nuove vie: Heisenberg, che compie un salto spericolato cambiando il modo di pensare l’elettrone, ma anche Bohr, Schrödinger, Einstein, Pauli, Born e molti altri. Le riflessioni epistemologiche sulla fisica di quanti e le sue diverse interpretazioni (ortodosse, eterodosse, relazionale), che costituiscono l’argomento principale del corso, permettono allo studente di capire come la scoperta scientifica segua spesso percorsi tutt’altro che razionali.

In secondo luogo,  l'insegnamento si prefigge anche di rendere lo studente consapevole di come le questioni epistemologiche sollevate dalla storia della fisica siano poste in una luce nuova dalla riflessione psicologica recente riguardante le modalità della nostra conoscenza e i bias cognitivi, che trovano la loro origine nelle basi biologiche della nostra mente.

L'insegnamento si propone, in terzo luogo, di far rilevare come un notevole contributo alla discussione epistemologica possa derivare dalle teorie evoluzionistiche che, a partire da Darwin, hanno riconosciuto come alla base della biologia vi sia il ruolo determinante del caso, che pone in una luce del tutto nuova la spiegazione scientifica causale. La teoria dell’evoluzione realizza la grande “rivoluzione copernicana in biologia”, secondo la definizione di Darwin, mutando la nozione di “verifica empirica”, “scoperta”, “causalità”, “caso”, “imperfezione”, che sono a fondamento della concezione scientifica moderna. Che cosa possiamo imparare dalla prospettiva evoluzionistica sulla scoperta e l’intelligenza umana, frutto della selezione naturale, al confine sottile tra la necessità deterministica della specie, da un lato, la contingenza storica e la creatività dell’individuo, dall’altro?

La lettura diretta dei testi proposti e l’analisi critica dei concetti teorici consentirà allo studente di saggiare la profondità del dibattito epistemologico sull’indeterminismo, soffermandosi su temi come l’oggettività della conoscenza, la psicologia della scoperta scientifica, l’evoluzionismo.

La conoscenza dei concetti teorici e filosofici che sono alla base delle teorie scientifiche è infatti essenziale alla completezza del curricolo seguito dallo studente.

Verranno affrontati i seguenti argomenti, secondo l’ordine sotto indicato, decrescente per importanza:

01. Introduzione alla fisica dei quanti e alla nozione di “scoperta scientifica”.

01.01 La nascita della fisica di quanti e la perdita di oggettività della conoscenza scientifica.

01.02 I filosofi del neopositivismo e i nuovi filosofi della scienza si confrontano sulla nozione di “scoperta scientifica” e  quella di “giustificazione”.

01.03 I neopositivisti riflettono sulle teorie fisiche del Novecento e, in particolare, sui problemi epistemologici sollevati dalla meccanica quantistica.

02. Un nuovo modo di pensare l’atomo e l’elettrone e l'indeterminismo (Rovelli).

02.01 La realtà sfuggente dei quanti.

02.02 L’indeterminismo in fisica quantistica.

02.03 Le teorie dell’atomo all’inizio del Novecento.

03 Il superamento della concezione classica della fisica (Rovelli).

03.01 Il superamento della concezione classica della fisica da parte di Heisenberg, Bohr, Schrödinger, Einstein, Pauli, Born e degli altri teorici quantistici, secondo "Helgoland", di C. Rovelli.

03.02 Gli osservabili. La meccanica “ondulatoria”. Le “relazioni” e l’interpretazione “relazionale” della teoria. La sovrapposizione e l’entanglement. La misurazione quantistica. Le diverse interpretazioni filosofiche della teoria dei quanti (ortodossa, eterodossa, relazionale) e della misurazione.

03.03. L'interpretazione di Einstein della meccanica quantistica.

04. Euristica e psicologia della scoperta scientifica (D. Kahneman).

04.01 Bias cognitivi, opportunità metodologiche e pensiero divergente. Il Sistema I e il Sistema II nella scoperta.

04.02 L’attenzione, la sorpresa, le illusioni cognitive. La nostra propensione alla ricerca della causalità e il rifiuto della casualità. Le basi biologiche dei meccanismi cognitivi.

05.  La biologia nella storia della scienza. La prospettiva darwiniana (Pievani).

05.01 La prospettiva evoluzionistica darwiniana. Il dibattito tra FitzRoy e Darwin sul ruolo del “caso” nella spiegazione biologica e sul creazionismo.

05.02 La solitudine di specie. Progresso e contingenza nell’evoluzione biologica. Il caso e le sue leggi. La selezione naturale e la conservazione della specie. L’intelligenza umana, la moralità e la scoperta nella prospettiva evoluzionistica.

06.  La prospettiva darwiniana sull’imperfezione (Pievani).

06.01 L’evoluzione imperfetta. Le leggi dell'imperfezione. L’imperfezione del DNA e del nostro cervello.

06.02 Homo sapiens, il sapiente imperfetto. Il suo difficile adattamento a un ambiente che cambia. Che cosa  l’epistemologia può apprendere dalla teoria dell’evoluzione?

Nessuna propedeuticità.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding):

Alla fine del corso, lo studente dovrà mostrare di conoscere e padroneggiare le conoscenze di base relative al dibattito fisico, storico ed epistemologico sulle basi concettuali della scienza moderna (teorie, problemi, metodi, strumenti). Lo studente dovrà essere in grado di comprendere testi filosofici e scientifici di carattere elementare e intermedio, affrontare e risolvere problemi classici della storia della scienza e dell’epistemologia, utilizzare gli strumenti bibliografici e informatici attinenti al settore, conoscere le problematiche d’avanguardia del proprio campo di studi.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding)

Lo studente dovrà dimostrare di avere la capacità di interpretare e applicare le proprie conoscenze, abilità e capacità di comprensione nella ricerca di soluzioni a problemi connessi alla storia del pensiero scientifico e filosofico. Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i concetti e le teorie esposte nel corso, di saperli poi utilizzare nell’ambito delle proprie indagini. Lo studente dovrà mostrare di aver acquisito la capacità di cogliere le molteplici interrelazioni, storiche ed epistemologiche, tra teorie scientifiche e concezioni filosofiche. Lo studente dovrà dimostrare di saper utilizzare la terminologia storico-filosofica ed epistemologica, di aver raggiunto capacità professionali di argomentazione e utilizzo pratico delle conoscenze nelle diverse situazioni di intervento, in primo luogo nell’insegnamento e nelle istituzioni di ricerca.

Autonomia di giudizio (making judgements).

Lo studente dovrà dimostrare autonomia di giudizio e valutazione dei dati raccolti nell’applicazione degli elementi teorici alle situazioni concrete. Lo studente dovrà mostrare di aver acquisito un’adeguata capacità di analisi critica dei testi e di rielaborazione personale delle conoscenze. Lo studente dovrà mostrare di aver raggiunto un’adeguata consapevolezza metodologica e la capacità di individuare autonomamente le principali direttrici interpretative della storia della scienza.

Abilità comunicative (communication skills).

Lo studente dovrà dimostrare di saper comunicare in modo chiaro e senza ambiguità le proprie conoscenze, di saper esprimere le proprie considerazioni e conclusioni anche nell’ambito del dibattito storico-epistemologico e scientifico. Lo studente dovrà scambiare utilmente informazioni con gli specialisti del settore e trasmettere le loro conoscenze nel processo educativo.

Capacità di apprendere (learning skills).

Lo studente dovrà dimostrare di aver sviluppato la capacità di comprendere la complessità del fenomeno storico-epistemologico, con cui proseguire nello studio in modo autonomo. Lo studente dovrà conseguire, con alto livello di autonomia, strategie atte ad acquisire nuove conoscenze e competenze, così da poter accedere a ulteriori livelli di formazione. Il docente potrà stimolare tali strategie, eventualmente, con l’assegnazione di indagini particolari nell’ambito della propria disciplina.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Non sono previsti seminari o attività di supporto alla didattica.

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed eventuale discussione o approfondimenti su tematiche di particolare interesse per gli studenti, pertinenti al corso.

Obblighi

Non ci sono particolari obblighi di frequenza. Si presuppone che lo studente sia in possesso delle conoscenze e competenze acquisite nel Corso di Laurea Triennale.

Testi di studio

Le lezioni verteranno, oltre che sulle slides e su altro materiale elettronico che eventualmente sarà posto sulla piattaforma Moodle, sui seguenti testi o capitoli di libri, da studiare integralmente:

1)  C. Rovelli, Helgoland, Milano, Adelphi, 2020 (testo principale).

2) W. Bynum, “The game changer: Einstein”, in A little history of science, New Haven, London, 2012, pp. 196-202 (Cap. 32).

3) D. Kahneman, Pensieri lenti e veloci, Milano, Mondadori, 2012, solo pp. 3-33 (Introduzione e Capitolo I) e pp. 127-132 (nel Capitolo X, solo le pagine su Causa e caso).

4)  T. Pievani, La vita inaspettata. Il fascino di un’evoluzione che non ci aveva previsto, Milano, Raffaello Cortina Editore, 2011.

5) T. Pievani, Imperfezione. Una storia naturale, Milano, Raffaello Cortina Editore, 2019.

Modalità di
accertamento

Colloquio orale, che meglio consente di accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi prefissati e l’acquisizione delle competenze. Il voto finale verrà determinato tenendo conto non solo delle conoscenze acquisite da parte dello studente (di teorie, questioni, metodi, strumenti scientifici), ma anche della sua capacità di utilizzare gli strumenti concettuali e bibliografici, anche in situazioni complesse o di fronte a problemi inediti, di utilizzare il lessico storico-epistemologico e scientifico, di interpretare in maniera critica i testi analizzati e di argomentare con rigore. Anche l’attiva partecipazione in classe contribuirà alla valutazione finale. Saranno infine privilegiate e valutate maggiormente la capacità di rielaborazione personale e autonoma delle conoscenze, la progettualità.

I criteri e i parametri di valutazione, calibrati in relazione a risultati di apprendimento attesi e misurabili (padronanza di conoscenze, capacità di applicazione delle conoscenze, di elaborazione di idee, di spiegazione, di argomentazione ecc.), saranno stabiliti ed espressi secondo una scala di giudizi articolata in quattro livelli (insufficiente, sufficiente, buono, ottimo). In sintesi, nella valutazione del colloquio si presterà particolare attenzione a:

• ·  padronanza dei contenuti del programma espressi attraverso risposte pertinenti, efficaci, approfondite;
• ·  conoscenza precisa di tecniche, procedure, costrutti concettuali, correnti;
• ·  livello di articolazione della risposta;
• ·  esercizio critico e capacità di problematizzare, autonomia di giudizio, progettualità;
• ·  adeguatezza e padronanza del linguaggio disciplinare utilizzato.

Il voto finale sarà in trentesimi. Un’esposizione chiara, semplice e adeguata di contenuti basilari, concetti e metodi disciplinari, oltre che un uso semplice della terminologia specifica, consentiranno allo studente di  ottenere una valutazione sufficiente e di superare l’esame (18/30). Gli altri livelli, sempre espressi in trentesimi, saranno calibrati su questa base.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti potranno rimanere in costante contatto con il docente, via e-mail, e porgli domande sul corretto svolgimento del percorso di preparazione all’esame.

Obblighi

Nessun obbligo di frequenza. È richiesto uno studio accurato.

Testi di studio

Al fine di poter meglio svolgere l’esame, pur senza l’ausilio delle lezioni, gli studenti non frequentanti dovranno usufruire anche delle slides o di altro materiale elettronico che eventualmente sarà posto sulla piattaforma Moodle, e studieranno integralmente i seguenti testi o capitoli di libri:

1)  C. Rovelli, Helgoland, Milano, Adelphi, 2020 (testo principale).

2)  W. Bynum, “The game changer: Einstein”, in A little history of science, New Haven, London, 2012, pp. 196-202 (Cap. 32).

3)  D. Kahneman, Pensieri lenti e veloci, Milano, Mondadori, 2012, solo pp. 3-33 (Introduzione e Capitolo I); pp. 127-132 (nel Capitolo X, solo le pagine su Causa e caso).

4)  T. Pievani, La vita inaspettata. Il fascino di un’evoluzione che non ci aveva previsto, Milano, Raffaello Cortina Editore, 2011.

5)  T. Pievani, Imperfezione. Una storia naturale, Milano, Raffaello Cortina Editore, 2019.

Modalità di
accertamento

Colloquio orale, che meglio consente di accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi prefissati e l’acquisizione delle competenze. Il voto finale verrà determinato tenendo conto non solo delle conoscenze acquisite da parte dello studente (di teorie, questioni, metodi, strumenti scientifici), ma anche della sua capacità di utilizzare gli strumenti concettuali e bibliografici, anche in situazioni complesse o di fronte a problemi inediti, di utilizzare il lessico storico-epistemologico e scientifico, di interpretare in maniera critica i testi analizzati e di argomentare con rigore. Saranno infine privilegiate e valutate maggiormente la capacità di rielaborazione personale e autonoma delle conoscenze, la progettualità.

I criteri e i parametri di valutazione, calibrati in relazione a risultati di apprendimento attesi e misurabili (padronanza di conoscenze, capacità di applicazione delle conoscenze, di elaborazione di idee, di spiegazione, di argomentazione ecc.), saranno stabiliti ed espressi secondo una scala di giudizi articolata in quattro livelli (insufficiente, sufficiente, buono, ottimo). In sintesi, nella valutazione del colloquio si presterà particolare attenzione a:

• ·  padronanza dei contenuti del programma espressi attraverso risposte pertinenti, efficaci, approfondite;
• ·  conoscenza precisa di tecniche, procedure, costrutti concettuali, correnti;
• ·  livello di articolazione della risposta;
• ·  esercizio critico e capacità di problematizzare, autonomia di giudizio, progettualità;
• ·  adeguatezza e padronanza del linguaggio disciplinare utilizzato.

Il voto finale sarà in trentesimi. Un’esposizione chiara, semplice e adeguata di contenuti basilari, concetti e metodi disciplinari, oltre che un uso semplice della terminologia specifica, consentiranno allo studente di  ottenere una valutazione sufficiente e di superare l’esame (18/30). Gli altri livelli, sempre espressi in trentesimi, saranno calibrati su questa base.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.