Che cosa è la Fisica

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Fuori c’era questo enorme mondo, che esiste indipendentemente da noi, esseri umani, e che ci sta di fronte come un grande, eterno enigma, accessibile solo parzialmente alla nostra osservazione e al nostro pensiero. La contemplazione di questo mondo mi attirò come una liberazione, e subito notai che molti degli uomini che avevo imparato a stimare e ad ammirare avevano trovato la propria libertà e sicurezza interiore dedicandosi ad essa. Il possesso intellettuale di questo mondo extrapersonale mi Ybalenò alla mente, in modo più o meno consapevole, come la meta più alta fra quelle concesse all’uomo. Gli amici che non si potevano perdere erano gli uomini del presente e del passato che avevano avuto la stessa meta, con i profondi orizzonti che avevano saputo dischiudere.

Albert Einstein (Autobiografia Scientifica, 1949)

risorse online

Per una introduzione alla generale alla materia ci sono tanti corsi gratuiti online di prestigiose università, anche di premi Nobel (Feynman) e scienziati di punta (Susskind):

  • CalTech Lectures - Richard P. Feynman
  • Yale Open Courses - Ramamurti Shankar
  • MIT Open Course Ware - Vari
  • Rice Univ. OpenStax - Vari
  • Cambridge DAMTP (UK) - David Tong
  • Stanford - Leonard Susskind
  • Stony Brook - Konstantin Likharev

Il classico intramontabile ed inarrivabile sulla materia per profondità di pensiero sono le lezioni tenute nel 1963 al Caltech dal premio Nobel Feynman. Non può essere però consigliato come prima ed unica fonte di riferimento, per quello è preferibile il corso di Shankar a Yale, sintetico, chiaro e moderno. I volumi di Feynman, Shankar, OpenStax sono anche stampati su carta, per Feynman esiste anche l’edizione italiana bilingue, testo originale con traduzione italiana a fronte.
OpenStax pubblica anche un testo più semplice, che utilizza solo l’algebra di base dei licei senza calcolo differenziale ed integrale, College Physics. Anche il MIT fornisce un paio di corsi estivi per studenti “bravi” del liceo (Fisica Statistica,Onde ed Oscillazioni), ed altri se ne trovano su arxiv (ad es. Thinking Quantum).

Di livello invece più elevato di un corso di fisica generale, finalizzati a dare una buona introduzione a tutta la fisica teorica moderna sono i corsi online di Leonard Susskind (Stanford) e David Tong (Cambridge).

Per le scuole secondarie.

Introduzione alla fisica: libri ed ebooks

Un panorama aggiornatissimo ed autorevole della fisica in un singolo volume è stato preparato da due professori di Cambridge (UK):

  • Nicholas Manton, Nicholas Mee - The Physical World: An Inspirational Tour of Fundamental Physics (2017)

Per uno studio più agevole dei tre volumi di Feynman ci sono dei testi complementari:

  • Feynman ed al. - Feynman’s Tips on Physics: Reflections, Advice, Insights, Practice (2013)
  • Feynman ed al. - Exercises for the Feynman Lectures on Physics (2014)
  • Hee C. Lim - Mathematical Derivation for Vol. II of the Feynman Lectures on Physics, Part 1/2 & 2/2 (2021)
  • Hee C. Lim - Mathematical Derivation for Vol. III of the Feynman Lectures on Physics (2021)

Per introduzioni focalizzate alla fisica moderna e contemporanea:

  • Kerson Huang - Fundamental forces of the nature (2007)

  • Ta-Pei Cheng - Einstein’s Physics: Atoms, Quanta, and Relativity (2013)

  • Robert Mills - Space, Time and Quanta (1996)

  • Q. Ho-Kim, N. Kurnar, C.S. Lam - Invitation to contemporary physics, 2nd Ed. (2004)

Introduzione alla Fisica Teorica

I primi tre corsi della serie “Il minimo teorico” di Leonard Susskind sono stati anche stampati, e tradotti in italiano. Per un panorama completo della fisica teorica fondamentale più avanzata in un solo volume c’è l’incredibile tour de force del premio Nobel Roger Penrose “La strada che porta alla realtà”.

  • Leonard Susskind ed altri - The Theoretical Minimum. What You Need to Know to Start Doing Physics.
    Online The Theoretical Minimum :

    1. Leonard Susskind, George Hrabovsky - 1 Classical Mechanics (2013)
      trad.it. Meccanica Classica
    2. Leonard Susskind, Art Friedman - 2 Quantum Mechanics (2014)
      trad.it. Meccanica Quantisticaa
    3. Leonard Susskind, Art Friedman - 3 Special Relativity and Classical Field Theory (2017)
      trad.it. Relatività ristretta e teoria classica dei campi
    4. Leonard Susskind, Andrè Cabannes - 4 General Relativity (2023)

  • Roger Penrose - The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe (2007)
    trad.it. La strada che porta alla realtà. Le leggi fondamentali dell’universo
    (Wikipedia)

  • Malcolm Longair - Theoretical Concepts in Physics. An Alternative View of Theoretical Reasoning in Physics, 3° ed. (2020)

  • Dietrich Stauffer, H. Eugene Stanley, Annick Lesne - From Newton to Mandelbrot. A Primer in Theoretical Physics, 3° ed. (2018)

  • Steven Weinberg - Foundations of Modern Physics (2021)

  • Ian D. Lawrie - A Unified Grand Tour of Theoretical Physics, 3° ed. (2013)

Altre risorse online

Una guida per lo studio da autodidatti della fisica è:

Fisica per tutti

  • Richard Feynman - Sei pezzi facili
  • Richard Feynman - Sei pezzi meno facili
  • Landau, Kitaigorodski, Fisica per tutti (Meccanica, Calore)
  • Carlo Cosmelli - Fisica per filosofi (2021)
  • Sadri Hassani - From Atoms to Galaxies. A Conceptual Physics Approach to Scientific Awareness (2011)

Letture divulgative sulla fisica in generale

  • Richard Feynman - QED. La strana teoria della luce e della materia
  • Richard Feynman - La legge fisica
  • Steven Weinberg - Spiegare il mondo. La scoperta della scienza moderna
  • Steven Weinberg - Il sogno dell’unità dell’universo
  • Steven Weinberg - I primi tre minuti
  • Anthony Legget - I problemi della fisica. Dalla cosmologia alle particelle subatomiche
  • Jim Al-Khalili - Il mondo secondo la fisica
  • Lisa Randall - Knocking on Heaven’s Door: How Physics and Scientific Thinking Illuminate the Universe and the Modern World (2012)
    trad.it. Bussando alle porte del cielo
  • Jim Baggott - Origini. La storia scientifica della creazione
  • Jim Baggott - Massa. L’origine della materia dai greci alla meccanica quantistica
  • Sidney Perkowitz - Physics. A Very Short Introduction (OUP VSI)
  • Alan Holden - The Nature of solids
  • Bellur S. Chandraseckhar - Why things are the way they are trad.it. Perchè il vetro è trasparente
  • Richard A. Muller - Physics for Future Presidents: The Science Behind the Headlines trad.it. Fisica per i presidenti del futuro.
  • Walter Lewin - For the Love of Physics: From the End of the Rainbow to the Edge of Time (2012)
    trad.it Per amore della Fisica. Dall’arcobaleno ai confini del tempo (2021)
    Canale YouTube del libro: https://www.youtube.com/channel/UCiEHVhv0SBMpP75JbzJShqw
  • Frank Wilczek, A Beautiful Question. Finding Nature’s Deep Design (2015)
    trad. it. Una bellissima domanda. Scoprire il disegno profondo della natura
  • Peter Atkins, Conjuring the Universe. The Origins of the Laws of Nature (2018)
  • Lisa Randall, Warped Passages. Unraveling the Mysteries of the Universe’s Hidden Dimensions (2005)
    trad. it. Passaggi curvi. I misteri delle dimensioni nascoste dell’universo
  • Roger Penrose, The Emperor’s New Mind. Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics (1989) trad. it. La mente nuova dell’imperatore. La mente, i computer e le leggi della fisica
  • N. David Mermin, Boojums All the Way Through. Communicating Science in a Prosaic Age (1990).
  • Leon Lederman, Christopher T. Hill - Fisica quantistica per poeti (2013)

Letture divulgative sulla termodinamica ed il calore

  • Peter W. Atkins - Le regole del gioco. Come la termodinamica fa funzionare l’universo (2010)
  • Vittorio Silvestrini - Che cos’è l’entropia. Ordine, disordine, evoluzione dei sistemi (2012)
  • Paul Sen - Il frigorifero di Einstein. Come la differenza tra caldo e freddo spiega l’universo (2021)

Relatività ristretta: divulgazione

  • Albert Einstein, “Relatività: esposizione divulgativa. Con scritti classici su spazio geometria fisica”, 5° ed. (2010)
  • Albert Einstein, Leopold Infeld, “L’evoluzione della fisica”
  • Max Born, “La sintesi einsteniana”

Storia della Fisica

  • Abraham Pais - Inward Bound. Of Forces and Matter in Physical World (1988)
  • Enrico Bellone - Caos e armonia. Storia della fisica moderna e contemporanea
  • Lucio Russo - La rivoluzione dimenticata. Il pensiero scientifico greco e la scienza moderna
  • Emilio Segrè - Personaggi e scoperte della fisica. Da Galileo ai quark
  • Vittorio Silvestrini - La grande avventura della fisica. Da Galileo al bosone di Higgs
  • Paolo Rossi (direttore) - Storia della scienza moderna e contemporanea, 5 tomi

Biografie e testimonianze

  • Max Born - Autobiografia di un fisico
  • Albert Einstein - Autobiografia scientifica
  • Richard Feynman - Sta scherzando mister Feynman?
  • Abraham Pais - Subtle is the Lord … Science and Life of Albert Einstein trad.it. Sottile è il Signore. La scienza e la vita di Albert Einstein
  • Abraham Pais, Robert P. Crease - J. Robert Oppenheimer. A Life
  • Abraham Pais - Niels Bohr’s Times. In Physics, Philosophy, and Politics
  • Emilio Segrè - Enrico Fermi, fisico. Una biografia scientifica
  • Lawrence M. Krauss - Quantum man Richard Feynman’s life in science
  • James Gleick - Genius The Life and Science of Richard Feynman
  • Frank Close - Vita divisa. Storia di Bruno Pontecorvo, fisico o spia
  • John Archibald Wheeler, Kenneth W. Ford - Geons, Black Holes, and Quantum Foam. A Life in Physics. (2000)
  • Fabio Toscano - Il fisico che visse due volte. I giorni straordinari di Lev Landau, genio sovietico (2015)

Meccanica Classica: approfondimenti

  • Jennifer Coopersmith - The Lazy Universe. An Introduction to the Principle of Least Action
  • David Morin - Introduction to Classical Mechanics
  • Leonard Susskind, George Hrabovski - Theoretical minimum I: Classical Mechanics(vedi sopra)
    trad.it “Il minimo teorico. Meccanica Classica”

Termodinamica

  • Jennifer Coopersmith - Energy, the Subtle Concept (2015)

  • Don S. Lemons - A Student’s Guide to Entropy (2013)

  • Enrico Fermi - Termodinamica

Elettromagnetismo ed Onde: approfondimenti

  • Daniel Fleisch - A Student’s Guide to Maxwell’s Equations trad.it. Guida alle equazioni di Maxwell

  • Daniel Fleisch - A Student’s Guide to Waves trad.it. Guida allo studio delle onde

  • David J. Griffiths - Introduction to Electrodynamics

Letture avanzate di Fisica Teorica

  • Lev D. Landau, E. Lifsits - Corso di Fisica Teorica, vol. 1-10:

    • vol. 1: Meccanica
    • vol. 2: Teoria dei campi
    • vol. 3: Meccanica quantistica: teoria non relativistica
    • vol. 4: Teoria quantistica relativistica
    • vol. 5: Fisica statistica
    • vol. 6: Meccanica dei fluidi
    • vol. 7: Teoria dell’elasticità
    • vol. 8: Elettrodinamica dei mezzi continui
    • vol. 9: Teoria dello stato condensato
    • vol.10: Fisica cinetica

  • Kip S. Thorne, Roger D. Blandford - Modern Classical Physics (2017)
    Nella nuova edizione il testo è stato diviso in 5 volumi indipendenti:
    1. Statistical Physics 2. Optics 3. Elasticity and Fluid Dynamics 4. Plasma Physics 5. Relativity and Cosmology

Nota: Il vol. 1 comprende oltre alla Meccanica Statistica i Fondamenti, la Meccanica Classica e la Relatività speciale. Le teorie quantistiche non sono trattate.