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L'esperto di fisica

Massa o materia?

Bruno pone una domanda sul concetto di massa.
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Bruno è curioso:

Vorrei sapere: qual è fondamentalmente la differenza tra massa e materia?

Ecco la mia risposta:

Nel linguaggio della fisica, i termini massa e materia hanno significati e ruoli profondamente diversi. In un certo senso, imparare a distinguerli e ad adoperarli correttamente è un passo decisivo nella comprensione della fisica.

La massa è una grandezza fisica, dunque un numero che esprime il rapporto fra la proprietà che si vuole misurare e l'unità campione. Si mette l'oggetto di cui si vuole misurare la massa su un piatto di una bilancia a piatti uguali, e si aggiungono pesetti da un kilogrammo sull'altro piatto fino a che non si raggiunge l'equilibrio. Si contano i pesetti e si ha il valore in kilogrammi della massa dell'oggetto. Tutto qua.
Con lo stesso procedimento si possono misurare la lunghezza, il volume, la temperatura, la carica elettrica, l'attività radioattiva, l'energia e così via. Soltanto numeri, ciascuno con un significato ben determinato all'interno di un sistema di relazioni matematiche.

La materia è un vecchio concetto filosofico, particolarmente importante nel contesto della metafisica cartesiana, dove la res extensa, l'estensione o materia, è opposta alla res cogitans, il pensiero, lo spirito. Dal punto di vista di questa metafisica, tutta la fisica si occupa della materia e di nient'altro. Le grandezze fisiche sono misurabili, dunque aspetti dell'estensione. Tutte: la massa, ma anche l'energia e tutte le altre.
Per questo motivo, il concetto di materia è sostanzialmente inutile in fisica. Il termine ha un uso gergale: indica quella parte dell'Universo che è costituita da atomi, per distinguerla dai campi. Ma la distinzione non ha un carattere fondamentale. Dal punto di vista della metafisica – l'unico nel quale il concetto di "materia" abbia un senso rilevante – i campi sono materia, e le loro proprietà, anche l'energia, sono proprietà materiali.

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