1. Il determinismo della Meccanica Classica


La sistemazione assiomatica della Meccanica operata da Newton oltre che su presupposti espliciti (ad esempio i tre noti principi) si basava su numerosi presupposti impliciti ai quali è possibile risalire attraverso un'attenta analisi delle affermazioni esplicite.

In particolare dal secondo principio della Dinamica è possibile dedurre che

  1. Se si conosce la massa m di una particella e l'espressione f(t) della forza che agisce su di essa in funzione del tempo, è possibile determinare, sempre in funzione del tempo, l'accelerazione che agisce sulla particella:
    fig. 1
  2. Dato che l'accelerazione è la derivata della velocità rispetto al tempo, nota la velocità in un istante qualunque t0, è possibile determinare, sempre in funzione del tempo, la velocità della particella:
    fig. 2
  3. Dato che la velocità è la derivata della posizione rispetto al tempo, nota la posizione in un istante qualunque t0, è possibile determinare, sempre in funzione del tempo, la posizione della particella:
    fig. 3

In definitiva, nota la forza che agisce su una particella e posizione e velocità della particella in un dato istante, è possibile prevedere con certezza la posizione e la velocità della particella in un qualunque istante futuro o risalire alla posizione e velocità della particella in un qualunque istante del suo passato.

Ad esempio è sufficiente conoscere la posizione e la velocità iniziale di un proiettile sottoposto solo all'azione del suo peso per prevederne con precisione la traiettoria.

La descrizione dell'evoluzione dei sistemi meccanici fornita da Newton implica quindi un rigido determinismo: tutto il futuro è contenuto nel presente.

Ma tutta questa serie di deduzioni si basa sull'assunto, ritenuto talmente autoevidente da non poter suscitare obiezioni sensate, che le traiettorie dei corpi in movimento sono curve geometriche (rette, coniche, sinusoidi, ecc...). Un punto in un certo istante occupa una ben precisa posizione, descrivibile con una terna di coordinate spaziali ognuna delle quali è una funzione continua e derivabile almeno due volte rispetto al tempo. E' quindi possibile definire contemporaneamente in ogni istante la posizione e la velocità di un punto. Si potrebbe indicare quest'assunto, in contrapposizione a quello enunciato da Heisenberg all'inizio del Novecento, 'principio di determinazione'.

Ma senza aspettare il principio di Heisenberg, contro la meccanica di Newton, basata sull'ipotesi dell'infinita divisibilità dello spazio e del tempo, si sarebbero potute sollevare le antiche obiezioni di Zenone. Ma tali obiezioni avrebbero avuto ben poco peso di fronte al fatto che essa funzionava. Permetteva, come è noto, di dedurre dall'espressione della forza di gravitazione universale le tre leggi di Keplero, che costituivano quindi una formidabile conferma di tutto l'apparato teorico newtoniano.

Le conseguenze gnoseologiche dell'opera di Newton sono ben espresse dal seguente noto brano di Laplace.

Dovremo considerare lo stato presente dell'Universo come l'effetto di uno stato antecedente e come causa dello stato che viene in seguito.
Un'intelligenza che conoscesse tutte le forza che agiscono in natura in un dato istante nonché le posizioni occupate in quell'istante da tutte le cose dell'Universo sarebbe in grado di comprendere in un'unica formula i moti dei corpi più grandi altrettanto come dei più leggeri atomi del mondo purché il suo intelletto fosse sufficientemente capace di sottoporre ad analisi tutti i dati.
Per essa nulla sarebbe incerto, il futuro come il passato sarebbe presente ai suoi occhi.

Ma un'impostazione così rigidamente deterministica dell'interpretazione dei fenomeni fisici non può non interferire anche con problematiche extrascientifiche, come ad esempio, quelle morali, giuridiche o estetiche: in un mondo di questo genere, di cui anche gli uomini sono parte, sono concepibili la libera creatività e la libera volontà e quindi la responsabilità personale delle proprie azioni oppure il comportamento umano è fatalmente predeterminato da molteplici fattori endogeni o esogeni che condizionano in modo necessario il comportamento di modo che non sussistono meriti o responsabilità individuali?

La fondazione newtoniana della meccanica influenzò profondamente i movimenti culturali europei del Settecento e dell'Ottocento. Tali movimenti possono essere, grosso modo, raggruppati, con molteplici gradazioni intermedie, attorno due polarizzazioni estreme: da una parte il razionalismo materialista tendente ad estrapolare metodi e risultati della Fisica non solo agli altri campi della 'Filosofia Naturale' ma a tutti i campi di attività intellettuale; dall'altra l'irrazionalismo soggettivista e spiritualista teso a negare valore cognitivo ai metodi e ai risultati della ricerca scientifica, visti come mere ricette empiriche.