Capitolo 1. Introduzione.- PARTE I. La materia e la scienza classica.- Capitolo 2. Il retaggio del mondo antico.- Capitolo 3. La materia all'inizio della rivoluzione scientifica.- Capitolo 4. La materia nel XVII secolo.- Capitolo 5. La materia nel XVIII secolo.- Capitolo 6. Materia ed elettricità.- Capitolo 7. Chimica e materia nel XIX secolo.- Capitolo 8. Fisica e materia nel XIX secolo.- PARTE II: Materia e vecchia teoria dei quanti.- Capitolo 9. La comparsa dei quanti.- Capitolo 10. L'atomo di Bohr.- Capitolo 11. Elettroni e atomi.- PARTE III: Materia e meccanica quantistica.- Capitolo 12. Atomi e molecole quantistici.- capitolo 13. Materia allo stato solido. - Capitolo 14. I semiconduttori.- PARTE IV: Nuclei e particelle elementari. - Capitolo 15. Esistenza dei nuclei. - Capitolo 16. La fisica nucleare negli anni ‘30. - Capitolo 17. Dal muone ai quark.  - Capitolo 18. Il modello standard. Appendice A. Su gas e acqua.- Appendice B. Sulla fisica del XIX secolo.- Appendice C. Sulla vecchia teoria quantistica.- Appendice D. Su materia e  meccanica quantistica.- Indice.

In questo libro si intende illustrare il lungo cammino che ha portato all’odierna concezione della materia, la cui determinazione rappresenta uno dei maggiori successi ottenuti dalla ricerca scientifica. Oggi, grazie alla meccanica quantistica e ai progressi della fisica e della chimica, abbiamo una conoscenza abbastanza precisa della struttura e delle proprietà della materia. Questa conoscenza è stata messa a punto in tempi relativamente recenti, pur essendo la risposta a domande antiche, alcune delle quali sono state poste contestualmente al sorgere della riflessione filosofica nella Grecia antica. Il lungo cammino, che ci ha portato all’acquisizione di questa conoscenza può essere diviso in tre fasi: la prima, temporalmente molto lunga, che è terminata alla fine del XIX secolo con la messa a punto della concezione della materia basata sulla fisica “classica”; la seconda, che ha visto la costruzione della “vecchia teoria dei quanti” nel tentativo di spiegare le proprietà della materia ed è terminata con la formulazione della moderna meccanica quantistica; la terza, in cui si è elaborata la moderna concezione quantomeccanica della materia atomica e nucleare. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la prima fase sono: la riscoperta e l'appropriazione di conoscenze e concetti dell'antichità da parte della cultura occidentale in epoca moderna; il successivo processo di revisione nei secoli XVI e XVII e le nuove sperimentazioni e teorie del XVIII secolo; l’affermazione, nell’Ottocento, della visione di una materia composta da un numero preciso di sostanze elementari, gli elementi, dotati di proprietà fisiche e chimiche peculiari; la scoperta degli elettroni. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la seconda fase sono: l’introduzione delle prime ipotesi di quantizzazione delle grandezze fisiche grazie a Planck ed a Einstein; la prima spiegazione delle proprietà della materia basata sugli assiomi di quantizzazione rappresentata dalla teoria di Bohr-Sommerfeld dell’atomo di idrogeno; la scoperta delle nuove proprietà quantomeccaniche della materia (lo spin dell’elettrone, il principio di esclusione e la dualità onda-particella); l’elaborazione moderna meccanica quantistica. Tra gli argomenti trattati, che illustrano la seconda fase sono: l’introduzione delle prime ipotesi di quantizzazione delle grandezze fisiche grazie a Planck ed a Einstein; la prima spiegazione delle proprietà della materia basata sugli assiomi di quantizzazione rappresentata dalla teoria di Bohr-Sommerfeld dell’atomo di idrogeno; la scoperta delle nuove proprietà quantomeccaniche della materia (lo spin dell’elettrone, il principio di esclusione e la dualità onda-particella); l’elaborazione della moderna meccanica quantistica.