La fisica dei corpuscoli/Capitolo 2/5
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5. — Il valore della teoria atomica. — Quando si introdusse nello studio della costituzione dei corpi il concetto di molecola e quello di atomo questi avevano soltanto il valore di ipotesi. I fatti sperimentali hanno confermato l’ipotesi, in questo senso, che nessun fatto si è manifestato che vi contradica, anzi tutti si spiegano bene con questa. Possiamo dunque affermare che i fenomeni che conosciamo avvengono come se i corpi fossero costituiti di molecole e di atomi nel senso che s’è detto. Fin qui dunque la teoria atomica ha soltanto il valore di un modello verosimile, e che aiuta ad illustrare le ricerche e gli studi, tanto in chimica che in fisica.
Possiamo ora dare un valore anche più grande all'ipotesi atomica? Quale valore possiamo darle? Possiamo affermare che è una realtà la costituzione atomica e molecolare? Ecco le domande che possiamo farci.
Non mi pare che si possa dare fin qui una risposta esauriente a queste domane. Bisogna innanzitutto decidere se tra ipotesi fisica e realtà fisica possiamo ammettere dei gradi intermedi, e in secondo luogo decidere quali prove si richiedono per poter affermare che una cosa è una realtà fisica.
È chiaro che se noi potessimo vedere gli atomi distinti, nei loro movimenti, nei loro aggruppamenti, come vediamo gli astri nel cielo e ne studiamo i moti e i sistemi solari che essi formano, la realtà sarebbe fuori dubbio. Ma non si può asserire che questa condizione è necessaria. Un’altra dimostrazione egualmente certa si avrebbe quando si potessi affermare che in nessun modo si possono spiegare i fenomeni che conosciamo se non ammettendo questa forma di costituzione. Anche questa affermazione però sarebbe prematura. Sta il fatto che finora nessuna altra spiegazione è stata data nè proposta, e questo fatto ha un valore grande, ma non equivale a dichiarare impossibile il proporne.
Non mi pare dunque che si possa dare una risposta affermativa alla terza domanda.
E allora se non esiste nessun grado intermedio tra ipotesi e realtà dovremo dire che la teoria atomica è fino ad oggi semplicemente una ipotesi. Potremo però in questo caso parlare del valore di tale ipotesi.
Il valore di una ipotesi dipende evidentemente dalla relazione che essa ha con i fatti che deve spiegare. I fatti poi in due modi possono dar valore ad una ipotesi; possono dimostrare la realtà del sistema ammesso come ipotesi, o possono soltanto confermare l’ipotesi accrescendone la probabilità.
E, di nuovo, fatti possono confermare l’ipotesi in due modi: negativamente, quando non apportano nessuna difficoltà contro di essa, e positivamente, quando essi stessi conducono a concepire le cose nel modo espresso dalla ipotesi. La dimostrazione anche può farsi in due modi: direttamente e indirettamente; direttamente se la conclusione è l’affermazione dei postulati stessi dell’ipotesi, indirettamente se la conclusione è l’affermazione di proposizioni diverse da questi postulati, ma necessariamente connesse con quelli. In questo senso la dimostrazione indiretta è una vera dimostrazione perchè conduce alla certezza.
Nel caso attuale possiamo dire così: i fatti conosciuti tutti confermano l’ipotesi della costituzione atomica e molecolare dei corpi e la confermano tanto negativamente quanto positivamente. Alcuni di quei fatti, che sono una conferma positiva, hanno tale importanza e costituiscono indizi così evidenti che, secondo molti studiosi, sono una vera dimostrazione indiretta dei postulati dell’ipotesi.
Una conferma negativa dell’ipotesi possiamo dire che si ha da tutti i fatti che conosciamo, perchè nessuno vi contraddice. Una conferma positiva l’abbiamo da molti fatti. Basti qui accennare soltanto ai principali.
Le leggi chimiche di cui s’è parlato conducono evidentemente al concetto di atomo e di molecola, anzi sono appunta quelle leggi che hanno condotto alla costruzione di tutto l’edificio della teoria atomica, come l’abbiamo da Dalton.
Il concetto di molecola nel senso di minimo di materia necessario a costituire un corpo in una determinata specie, e quello di atomo come il minimo di una determinata sostanza elementare che interviene nelle combinazioni chimiche non sono ipotesi ma sono realtà logiche e fisiche. Come pure sono realtà di carattere sperimentale, perchè date dalla esperienza, la costanza dei pesi di combinazione per gli atomi di ciascuna specie. Questi pesi però ci vengono dati dalla esperienza soltanto in valore relativo, ossia l’esperienza ci dà il rapporto dei pesi di combinazione di ciascun atomo con quello di un atomo speciale scelto come termine di paragone.
I pesi di combinazione, che si sono potuti assegnare a tutti i corpi elementari conosciuti, conservano il loro significato in tutti i composti nei quali entra l’elemento, o interviene con quel peso, o con un multiplo intero. Ciò dimostra che a quel peso corrisponde una massa individuale minima, costante, che si manifesta sempre con lo stesso valore in tutte le combinazioni alle quali l’elemento prende parte. E benchè questo valore è solo relativo, pure, poichè la costanza vale rispetto a tutti i casi di combinazione, ad esso deve corrispondere anche un valore assoluto costante.
Le leggi chimiche ci dimostrano così che le combinazioni dei veri elementi avvengono sempre secondo quantità minime che hanno un valore assoluto e costante per ogni elemento. Le quantità di ciascun elemento che vengono a far parte di ciascuna quantità minima di un determinato corpo composto sono o le stesse quantità minime dei corpi elementari, o un numero intero di esse. Questa legge e questa costanza si verificano non solo nei fenomeni di sintesi chimica ma anche di quelli di analisi.
Possiamo dunque affermare che nei processi chimici tanto di analisi quanto di sintesi i postulati della teoria atomica sono completamente verificati1.
Ma che cosa dobbiamo dire per lo stato stazionario di un corpo chimicamente costituito? Possiamo affermare che gli atomi che sono intervenuti con individualità propria nel periodo di combinazione l’hanno anche conservata nel composto? Restano distinti gli atomi degli elementi intervenuti, o se non questi restano almeno distinte le molecole? Che le molecole restino in qualche modo distinte è ormai ammesso anche da molti fisici razionali. La materia nei corpi avrebbe dunque una costituzione granulare. Per la separazione degli atomi il problema è più difficile ma anche per questo di hanno dei fatti importanti che si riferiranno nel capitolo IX.
Per la costituzione granulare della materia si possono addurre vari argomenti. Intanto il fatto che dal composto si possono riavere i componenti nei loro minimi, come vi sono intervenuti per la sintesi, è certo un forte argomento in favore della teoria. Ma abbiamo molti altri fatti che l’avvalorano.
Accennerò qui soltanto ai principali.
Note
- ↑ Tutto questo ragionamento mi sembra rigoroso. Al più si può infirmare il passaggio dai pesi relativi ai pesi assoluti, ma se non si volesse accettare quella conclusione si dovrebbe ricorrere a leggi complicatissime che non verrebbero giustificate se non dal volere escludere il concetto atomico.