| Parte II Cap II - Einstein, spazio e tempo |
|
|
|
|
Uno dei contributi più importanti che Einstein diede alla fisica fu l'archiviazione di concetti quali “tempo” e “spazio” presi separatamente, che vennero riuniti nel concetto più ampio di “intervallo”. Questo concetto, più noto con la formulazione formalmente meno corretta di spazio-tempo, ha ottenuto un enorme successo.
Il punto di partenza di questo diverso modo di considerare le cose nasce dalla nuova consapevolezza che (...) le scoperte basate su strumenti di misurazione di spazio e tempo, considerati da sempre simbolo della scienza obbiettiva, in realtà dipendono anche dal modo in cui noi ci stiamo muovendo relativamente al sistema di riferimento ed agli altri corpi che stiamo misurando. 1 Queste osservazioni, una volta inserite in un contesto scientifico di più ampio respiro, hanno portato alla scoperta del fatto che il tempo non è una quantità assoluta, come invece si credeva in precedenza. Per esempio, è possibile misurare sperimentalmente una dilatazione del tempo in determinati raggi cosmici, i mesoni, che possono essere osservati nella nostra atmosfera mentre si disintegrano in volo. Si è scoperto che, dal punto di vista di un osservatore che si trova sulla terra, più rapidamente un mesone si sta muovendo, più tempo ci mette a disintegrarsi.2
La vecchia distinzione di spazio e tempo poggiava sulla convinzione che non potesse sorgere nessun equivoco dicendo che due eventi in punti distanti avvenivano nel medesimo momento, in quanto si pensava di poter definire la topografia dell'universo in un dato istante in termini puramente spaziali. I dati sperimentali che abbiamo fanno però cadere il nostro concetto empirico di contemporaneità, in quanto, a velocità prossime a quelle della luce, non è possibile stabilire indipendentemente dalla velocità di movimento del corpo che stiamo osservando la contemporaneità di due eventi, in quanto è sempre possibile trovare un sistema di riferimento nel quale questi due eventi hanno luogo in uno stesso tempo, ma anche uno in cui l'uno precede l'altro, o il contrario: insomma non è più praticamente possibile definire la concatenazione degli eventi in maniera invariante. La simultaneità è diventata un fattore relativo ad un particolare osservatore, rendendo impossibile descrivere l'universo con l'ausilio delle sole coordinate spaziali: è necessario quindi integrare le misurazioni con una ulteriore quantità, il tempo.
Inoltre, anche lo spazio non rappresenta più una unità di misura accettabile e “ferma”, esattamente come il tempo. Le distanze spaziali, come i periodi di tempo, non sono in generale fatti fisici obbiettivi, ma dipendono in parte dall'osservatore. Se due corpi sono in moto l'uno rispetto all'altro, la distanza tra essi andrà sempre cambiando, tanto che si potrà parlare di distanza esclusivamente ad un dato momento. Quindi la misurazione dello spazio è un fatto relativo, esattamente come si è rivelata tale la misurazione del tempo. 3 Dove prima si parlava di spazio e tempo in maniera assoluta, adesso si tratta di intervallo spazio-temporale, concetto a cavallo tra i due che tiene conto della mutevolezza delle condizioni osservabili in base ai vari parametri in gioco. E sarà proprio questo intervallo a rimanere il dato costante che pone in relazione due o più eventi.
Per la stessa ragione ci si occupa di eventi piuttosto che di corpi, in quanto lo stato del mondo ad un dato istante non è la risultante di un insieme di corpi, ma piuttosto un insieme di eventi che si verificano in momenti differenti e le cui relazioni non sono puramente spaziali, bensì anche temporali. La necessità dell'introduzione di questo nuovo concetto è data dalla constatazione dell'imprecisione delle misurazioni di queste entità, che sono ben lontane dall'uniformità che gli attribuiva la meccanica classica, in quanto variano al variare della velocità e del punto di osservazione. Indicando il momento in cui un corpo viene preso in considerazione si ha un evento, qualcosa che accade in un determinato istante. Quando conosciamo il tempo ed il luogo relativi ad un determinato osservatore, possiamo calcolarne il tempo ed il luogo secondo un altro osservatore ancora: dato indispensabile è la conoscenza contemporanea del tempo e dello spazio, in quanto non esiste più uno stesso tempo identico per tutti.
Relatività
Il nome di Einstein è stato indissolubilmente legato al concetto della relatività, che rappresenta comunque soltanto una delle sue molteplici scoperte, anche se forse la più importante. Il concetto che sta alla base della relatività, contrariamente a quanto il senso comune generalmente intende, non ha nulla a che vedere col relativismo, ovvero con la tendenza a considerare indifferentemente diverse impostazioni. Quello che la teoria afferma è che nel mondo fisico tutto è relativo ad un osservatore; ma contrariamente a quanto si pensa, Einstein è teso ad escludere quello che c'è di relativo per arrivare ad una sistemazione delle leggi fisiche completamente indipendente dalle condizioni dell'osservatore: l'unico modo per rendere possibile una cosa del genere è rivedere alle radici il sistema di riferimento in cui i fenomeni fisici si trovano a verificarsi.4 Secondo le parole dello stesso Einstein, bisogna formulare le leggi naturali in modo che la loro forma sia identica per i sistemi di coordinate di qualunque tipo di stati di moto. Realizzare questo è il compito della teoria della relatività generale. 5 La teoria della relatività ristretta o relatività speciale viene formalizzata per la prima volta in un articolo del 1905 intitolato Saggio sull'elettrodinamica dei corpi in moto,6 ed è frutto di un lungo e attento studio della meccanica classica di Isaac Newton, delle modalità dell'interazione fra radiazione e materia, e delle caratteristiche dei fenomeni fisici osservati in sistemi in moto relativo l'uno rispetto all'altro. Successivamente verrà sviluppata ulteriormente nella Teoria della relatività generale, che si occuperà anche dei sistemi non inerziali, cioè non necessariamente in moto uniforme l'uno rispetto all'altro.7
Le influenze che contribuirono alla creazione della teoria della relatività furono molte e molto variegate: per limitarci al solo settore scientifico possiamo citare principalmente James Clerk Maxwell8, Hendrik Antoon Lorentz9 e Jules Henry Poincarè10. La teoria della relatività ristretta nacque infatti come un tentativo di spiegazione di quanto accade nel campo dell' elettromagnetismo, dove ancora dominava l'analogia newtoniana per la quale due cariche elettriche si attraggono o respingono a seconda del loro segno con una forza che varia con l'inverso del quadrato della distanza, come prescrive la legge della gravitazione universale. Questo tipo di forza, proprio in analogia con la legge di Newton, veniva concepita come un'azione a distanza che si sviluppava in un ambiente continuo.11
Per comprendere questa teoria e come ha rivoluzionato il mondo della fisica occorre risalire fino a Newton ed al problema della ricerca di un sistema di riferimento assoluto: per poter descrivere qualsiasi fenomeno fisico sotto forma di legge è necessario avere un sistema di riferimento che garantisca l'oggettività e la quantificabilità nella maniera più precisa possibile di ciò che stiamo esaminando, ed occorre anche che tale sistema di riferimento non interferisca in alcun modo con la descrizione del fenomeno in osservazione. Questo si verifica quotidianamente, in quanto siamo portati spontaneamente a dare dei riferimenti quando facciamo delle misure, o quando diamo delle indicazioni. Per descrivere le leggi della fisica si utilizza una categoria di sistemi di riferimento detti inerziali; questi sistemi vengono così definiti in quanto al loro interno vale il principio di inerzia o prima legge della dinamica, che afferma che se un corpo non è soggetto a forze fisiche esso rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme.12 Un sistema non inerziale è invece un sistema associato ad un corpo sottoposto a forze e quindi ad una accelerazione. Trovato un sistema inerziale, se ne possono definire infiniti altri purché il moto relativo di ognuno di questi sistemi sia rettilineo uniforme. Se tutti i sistemi di riferimento inerziali hanno moti relativi, ci si chiede quale è, fra tutti questi, quello che è in quiete assoluta, cioè fermo. Il problema di Newton consisteva nel trovare un sistema inerziale in quiete assoluta che facesse da “contenitore” per tutti i vari sistemi inerziali osservabili; si pensò di trovare tale sistema introducendo l’esistenza dell’etere, una sorta di quasi-vuoto, trasparente, impalpabile e legato alle stelle fisse. Tutti i sistemi inerziali hanno quindi un moto rispetto all’etere anche se tale moto è costante, cioè rettilineo uniforme.
Il bisogno della ricerca dell’etere si fa più pressante quando si ha l’unificazione delle forze elettriche e magnetiche ad opera di James Clerk Maxwell. Una carica elettrica, ad esempio un elettrone, che oscilla nello spazio genera un campo elettromagnetico che si propaga sotto forma di onda piana: il problema sta nell’individuare il mezzo di propagazione di queste onde. Le conoscenze che si avevano alla fine del secolo scorso dei fenomeni ondulatori mostravano che era necessario averne uno: le onde sonore si propagano nell’aria, mentre l’acqua propaga le perturbazioni. Per questo motivo l’etere si ritrovò ad essere il candidato ideale per ricoprire tale posto.
Inoltre, grande influenza ebbero gli studi di Lorentz, che formulò una sua teoria sull'elettrone che, per quanto riguarda le equazioni ed i risultati si trovò ad essere molto simile a quella successivamente derivata dall'applicazione della teoria di Einstein, ma che differiva totalmente in quanto all'interpretazione. Introdusse infatti una nozione di tempo locale, ed una di contrazione delle lunghezze che ebbero entrambe una profonda influenza sulla genesi della teoria della relatività.
Altra influenza profonda fu quella derivata dagli studi di Poincarè, che affermò l'impossibilità della intuizione diretta dell'uguaglianza diretta di due intervalli temporali, e definì il tentativo di fondare la contemporaneità come un puro opportunismo intellettuale. Paventò inoltre la nascita di una nuova fisica nella quale la velocità della luce fosse presa come un limite invalicabile.
Un esperimento, molto noto, eseguito nel 1887 da Michelson e Morley proprio per misurare la velocità della Terra nell’etere, mostra inconfutabilmente che tale velocità è nulla. Sulla base di tale esperimento Einstein ipotizza che l’etere non esista e di conseguenza non esiste un sistema di riferimento assoluto: i moti sono tutti relativi. All’epoca di Einstein già si sapeva che la luce e più precisamente la radiazione elettromagnetica, si propagava con velocità finita pari a 300.000 km/sec.13 Da questi presupposti Einstein enuncia i suoi postulati di relatività:
Il primo postulato presuppone una regolarità nella natura tale da consentirci di formulare ed utilizzare le stesse leggi in ogni tipo di sistema inerziale: praticamente afferma che cambiando il punto di osservazione o il sistema di riferimento la validità delle leggi rimane la stessa: se è vera in un sistema inerziale, sarà vera anche in tutti gli altri. Il secondo postulato pone un limite invalicabile alle velocità in natura: difatti se in un qualsiasi sistema inerziale un raggio di luce ha la stessa identica velocità, sarà impossibile superare tale limite. Supponiamo di trovarci su un’auto in moto ad una velocità sostenuta; quando viene emesso un segnale luminoso nello stesso verso di quello della marcia, un osservatore fermo rispetto al mezzo dovrebbe vedere quel segnale muoversi ad una velocità pari alla somma della velocità della luce più quella dell’auto. Questo postulato invece afferma esattamente il contrario: il segnale luminoso per l’osservatore fermo si muoverà sempre alla velocità della luce. Nonostante questi postulati fossero all'epoca decisamente rischiosi da enunciare, ad oggi si sono dimostrati corretti tutte le volte che se ne è cercata la verifica. La fisica newtoniana ha dimostrato comunque la sua validità, ma limitata esclusivamente al campo delle velocità molto basse rispetto alla velocità della luce: risulta essere una sorta di ottima approssimazione in determinate circostanze, o meglio ancora, un caso particolare. Quindi ne deriva che è necessario rifondare nuovamente la fisica a partire proprio dai due postulati di Einstein, eliminando tutti i punti di contrasto tra le teorie classiche e quella relativistica a favore di quest'ultima, proprio in virtù della sua verifica sperimentale. Conseguenze e verifiche sperimentali
L'accettazione della teoria della relatività implica delle conseguenze, parecchie delle quali decisamente controintuitive, che tendono a scardinare l'immagine del mondo che ci siamo costruiti in base alla nostra esperienza, basata totalmente su velocità di molto inferiori a quella della luce e funestata dall'assenza di mezzi di misurazione abbastanza precisi da cogliere appieno le reali relazioni tra quantità in gioco. Le principali conseguenze sono la dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze.
Il fatto di considerare la luce come una velocità limite porta come immediata conseguenza l’eliminazione del concetto di tempo assoluto. Nella fisica classica come era stata enunciata da Galileo e Newton il tempo scorreva in modo assoluto in tutti i sistemi di riferimento: un intervallo di tempo tra due eventi in un sistema di riferimento inerziale rimane lo stesso se misurato in un altro sistema in moto rispetto al primo. Nella relatività ristretta la situazione cambia drasticamente, in quanto per un osservatore che viaggia a velocità prossime a quelle della luce il tempo scorre più lentamente che per l’osservatore fermo. Questo è dovuto al tempo impiegato dalla luce per collegare due punti dello spazio. Tale fenomeno è noto col nome di dilatazione del tempo.
Altra conseguenza della teoria della relatività ristretta è che un oggetto in movimento a velocità prossima a quella della luce appare, ad un osservatore che si trova in quiete, più corto rispetto alla dimensione dello stesso oggetto quando si trova in quiete. Quest’effetto, noto come contrazione delle lunghezze, non può essere misurato direttamente, in quanto un eventuale strumento di misurazione si troverebbe nelle medesime condizioni fisiche e subirebbe anch'esso il medesimo effetto dell'elemento misurato, vanificando così qualsiasi tentativo di cogliere eventuali differenze.
La teoria della relatività ristretta, come avviene per tutte le teorie, deriva la sua correttezza dalle verifiche sperimentali. Dato che la contrazione delle lunghezze non può essere verificata, l’unico effetto realmente misurabile è la dilatazione del tempo. Le misurazioni vengono eseguite nei laboratori di fisica atomica mediante lo studio del tempo di vita delle particelle subatomiche, sia in quiete che in moto: le particelle in moto relativistico vivono più a lungo di quelle in quiete o comunque in moto newtoniano, confermando quindi l'effetto. Unitamente a queste verifiche sulla dilatazione del tempo, è stato verificato che, quando una particella viene accelerata sempre più affinché raggiunga una velocità prossima a quella della luce, l’energia spesa per tale accelerazione si trasforma in massa, cioè aumenta la massa della particella in questione. Al limite, una particella che raggiunga la velocità della luce (e non sia un fotone, cioè un quanto di luce), dovrebbe avere una massa infinita. La relazione che lega queste grandezze è la ben nota E = mc2, dove E è l’energia, m è la massa e c è la velocità della luce. Molti altri esperimenti simili hanno sempre dimostrato la totale validità di questa teoria.
Gravitazione
Dopo la scoperta e gli studi sulla relatività Einstein si dedicò allo studio della gravitazione, con il duplice scopo di eliminare l’ultimo effetto a distanza rimasto nella fisica e per provare in un nuovo campo la sua nuova teoria. Iniziòa lavorare ad una teoria più generale, estendibile anche ai sistemi non inerziali, cioè in moto accelerato l'uno rispetto all'altro. Il suo lavoro prese nuovamente le mosse dall'individuazione delle carenze che la meccanica classica newtoniana, nonostante i suoi successi, presentava. La legge della gravitazione di Newton viene preferita ad altre possibili leggi della forza esclusivamente in base al suo successo. Anche se oggi noi sappiamo con certezza che la meccanica classica fallisce in quanto fondamento generale di tutta la fisica, essa continua a costituire il centro di tutto il nostro modo di considerare la fisica. La ragione sta nel fatto che, a prescindere dai grandi progressi ottenuti fin dal tempo di Newton, noi non siamo ancora pervenuti a stabilire un nuovo fondamento della fisica mediante il quale possiamo essere certi che l'intero complesso dei fenomeni studiati e dei parziali sistemi teorici che hanno avuto successo possa venir dedotto logicamente da esso. 14
Le interazioni dei corpi, che prima di allora erano state descritte in termini di forze gravitazionali, vengono spiegate come l'azione e la perturbazione esercitata dai corpi sulla geometria dello spazio-tempo. I risultati furono da subito eccezionali, tanto che in questo campo riuscì a calcolare i risultati con precisione ben maggiore, anche se parecchie volte non apprezzabile se non dopo complicatissimi calcoli, rispetto a quanto era possibile fare seguendo le leggi della meccanica classica. Einstein grazie alla sua teoria fornì la spiegazione delle variazioni del moto orbitale dei pianeti, dando conto in modo soddisfacente del moto di precessione del perielio di Mercurio, fenomeno fino ad allora non pienamente compreso, e previde che i raggi luminosi emessi dalle stelle si incurvassero in prossimità di un corpo di massa elevata quale, ad esempio, il Sole. In base a quest'ultimo fenomeno, si è avuta una conferma sperimentale, realizzata in occasione dell'eclissi solare del 1919,15 che fu un evento di enorme rilevanza. Per il resto della sua vita Einstein si dedicò alla ricerca di un'ulteriore generalizzazione della teoria in una teoria dei campi che fornisse una descrizione unitaria per i diversi tipi di interazioni che governano i fenomeni fisici, incluse le interazioni elettromagnetiche, e le interazioni nucleari deboli e forti.
Concezione della scienza e metodo di lavoro
La genesi di una teoria così originale come quella della relatività presuppone che ci siano state delle particolarità sia nel metodo che nelle concezioni di partenza, sia della scienza che dell'universo di riferimento, da parte di Einstein stesso: questo in parte spiegherebbe il perché di un approccio così differenziato rispetto a quello di tutti i suoi contemporanei. Egli non fu mai convinto della superiorità della scienza rispetto alle altre branche del sapere, tanto che affermò che Tutta la scienza non è altro che un raffinamento del pensiero comune16 e che L'uomo di scienza è un filosofo mediocre.17
Considerò la scienza come il tentativo di rapportare la spesso confusa e caotica varietà delle nostre esperienze sensoriali ad un sistema di pensiero logicamente uniforme, nel quale esperienza e struttura teorica si sostengano a vicenda, dando come risultato una teoria convincente ed unica. I dati di partenza della scienza sono dunque le esperienze effettuabili, sia le normali percezioni che gli esperimenti; ma questo materiale di partenza è formalmente e qualitativamente diverso dal risultato che si intende raggiungere, ovvero una teoria in grado di spiegare e prevedere i fenomeni. La teoria è un prodotto esclusivamente umano, è una libera elaborazione dei dati e dei fenomeni osservabili: è il risultato di un processo di adattamento estremamente laborioso: ipotetico, mai del tutto definitivo, sempre soggetto a domande e dubbi.18
Einstein distingue due diversi tipi di teorie presenti nella fisica: la teorie costruttive e le teorie dei principi. Le teorie costruttive, che utilizzano il metodo sintetico, tentano di ricavare un quadro dei fenomeni più complessi dai materiali di uno schema formale relativamente semplice, dal quale prendono le mosse.19 Dire che siamo riusciti a comprendere una determinata classe di fenomeni naturali quindi equivale ad affermare che è stata trovata una teoria costruttiva in grado di spiegare e prevedere i fenomeni in questione. Per esempio, la teoria cinetica dei gas tenta di ricavare dalle ipotesi del moto molecolare un modello per i processi meccanici dei gas stessi.20 Le teorie dei principi invece sono di tipo analitico: gli elementi che ne costituiscono la base ed il punto di partenza non sono stati costruiti per via ipotetica, ma vi si è giunti in modo empirico; essi sono caratteristiche generali di processi naturali, principi che danno origine a criteri formulati in modo matematico, che i processi separati o le loro rappresentazioni teoriche devono saper soddisfare.21
I vantaggi delle teorie di tipo costruttivo sono la completezza, l'adattabilità e la chiarezza; quelli delle teorie dei principi invece la perfezione logica e la certezza dei fondamenti. La teoria della relatività fa parte della seconda categoria, in quanto partendo da due principi22 fortemente suffragati dall'esperienza ma incoerenti sul piano logicoriesce a conciliarli grazie ad una correzione della cinematica, cioè della dottrina delle leggi relative allo spazio ed al tempo.23
Per meglio spiegare questo suo approccio scrisse che non esiste alcun metodo induttivo che possa condurre ai concetti fondamentali della fisica (...) L'attività logica del pensiero è necessariamente deduttiva; si basa su concetti ed assiomi ipotetici.24 Rimane da risolvere il problema di come scegliere questi assiomi per garantire la correttezza al sistema; in questo campo rimane fondamentale l'apporto dell'esperienza, che suggerisce le ipotesi e funge da elemento di controllo nella loro successiva verifica. La fisica dunque viene vista come un sistema logico di pensiero la cui base non si può ottenere per distillazione delle esperienze vissute con alcun metodo induttivo, ma conseguire solo per libera ideazione.25 La giustificazione del sistema si effettua paragonando i risultati ottenuti mediante i teoremi con l'esperienza. La formazione dei concetti propri della scienza non differisce in maniera sostanziale da quella dei concetti di utilizzo quotidiano: le differenze si hanno solo per quanto riguarda il grado di precisione e per una maggiore economia logica, ovvero lo sforzo di ridurre tutti i concetti e le correlazioni al minor numero possibile di concetti ed assiomi fondamentali logicamente indipendenti.26 Uno dei problemi posti da questo modo di considerare il problema si ha tentando di chiarire il rapporto che si ha tra questi concetti, passibili poi di deduzione, e le esperienze: La connessione dei concetti elementari del pensiero comune con i complessi delle esperienze sensoriali può venir intesa solo intuitivamente e non è suscettibile di una determinazione scientificamente logica. La totalità di queste connessioni (nessuna delle quali è esprimibile in termini concettuali) è l'unica cosa che differenzia il grande edificio della scienza da uno schema, logico ma vuoto, di concetti. Mediante queste connessioni i teoremi puramente concettuali della scienza diventano proposizioni riguardanti i complessi delle esperienze sensoriali.27
Inoltre, solamente grazie alle verifiche effettuabili tramite l'esperienza è possibile evitare che determinati concetti, troppo a lungo considerati come fondamento della conoscenza, lo rimangano anche quando il contrassegno della verità, tributabile solo dopo una verifica attenta della corrispondenza tra teoria e realtà sperimentale, venga loro sottratto. Combattere contro questo rischio costante è uno dei ruoli principali della scienza, nonché la principale causa di errori, fraintendimenti e mancato avanzamento. Certi concetti che si sono dimostrati utili per mettere ordine nelle cose acquistano facilmente per noi una tale autorità da indurci a dimenticare la loro origine terrena e ad accettarli come dati di fatto immutabili: essi vengono allora muniti di etichette come “esigenza concettuale”, “dato a priori “etc. Spesso questi errori sbarrano per lungo tempo la strada al progresso della scienza; pertanto, non è affatto un gioco esercitarsi ad analizzare i concetti più correnti, a indicare le condizioni che li giustificano e li rendono utilizzabili ed a mostrare in che modo ciascuno di essi sia emerso dai dati dell'esperienza.28
Einstein ebbe una visione molto rigorosa della scienza, come abbiamo avuto appena adesso modo di osservare. Ma nonostante questa sua precisione, ci ha spesso donato descrizioni ricche di bellezza mistica e di profondità umana. In lui fu difficile distinguere dove finisse la persona e dove invece iniziasse l'uomo di scienza. Il suo rigore morale, la sua tendenza all'unità ed alla perfezione e la sua tendenza al misticismo, evidenziata soprattutto dal suo interesse filosofico per Spinoza,29 spesso quasi arrivarono a coprire il suo ruolo di scienziato, con frasi che ci fanno cogliere il percorso non solo scientifico che lo portò a raggiungere quel posto nel pantheon delle personalità scientifiche per il quale ancora oggi lo ricordiamo.
Le leggi e le necessità fisiche non furono colte come semplici ed aridi rapporti matematici, ma rimandano ad una perfezione ed ad una unità teorica superiore che testimonia la grandiosità e la bellezza dell'universo. Non solo le leggi sono costanti nello spazio e nel tempo, ma la loro forma racchiude una semplicità ed una bellezza che rivelano il pensiero di Dio.30
Inoltre le riflessioni di carattere teorico ebbero sempre un respiro molto ampio, in grado di dare spiegazioni non solo all'ambito delle scienze, ma che fossero applicabili e condivisibili anche nella vita quotidiana. Fu sempre presente un interrogarsi su problemi molto variegati, come nel caso delle problematiche relative alla pace nel mondo ed al governo mondiale, che ci fanno intravedere come la parte più umana abbia comunque avuto un ruolo di primo piano nella genesi di linee di indagine e di interesse. Questo modo [modo di considerare le cose basato sulla causalità] tende costantemente a rispondere solo alla domanda “per quale ragione?” e mai a quella “a che scopo?” Non c'è principio utilitaristico o selezione naturale che possano aiutarci a rispondere a questa domanda, e se qualcuno ci chiede a che scopo dobbiamo aiutarci l'un l'altro, renderci la vita meno difficile, comporre buona musica ed avere pensieri elevati, bisognerà rispondergli: se non l'intuisci da solo, nessuno potrà spiegartelo.31
Purtroppo però questo rigore morale lo portò anche ad essere estremamente intransigente con le linee teoriche che egli non condivideva, anche nel caso di discrepanze dovute non a motivazioni di carattere scientifico, bensì inerenti proprio quell'ambito di profonde convinzioni personali che abbiamo appena finito di esaminare. Fa parte di questo lato del carattere e del modo di operare di Einstein il celebre rifiuto delle prospettive offerte dalla meccanica quantistica. La meccanica quantistica è degna di ogni rispetto, ma una voce interiore mi dice che non è ancora la soluzione giusta. E' una teoria che ci dice molte cose, ma non ci fa penetrare più a fondo i segreti del gran Vecchio. In ogni caso, sono convinto che questi non gioca a dadi con il mondo.32 O, anche, Probabilmente mai prima d'allora si era sviluppata una teoria capace di fornire un mezzo per interpretare e calcolare un complesso così eterogeneo di fenomeni dell'esperienza, come la meccanica quantistica. Ciò nonostante, io credo che questa teoria possa ingannarci nella nostra ricerca di una base omogenea per la fisica, poiché, secondo me, essa è una rappresentazione incompleta degli oggetti reali, anche se è l'unica che può essere edificata facendo a meno dei concetti fondamentali di forza e punto materiale (correzioni quantistiche alla meccanica classica). L'incompletezza delle rappresentazioni è il prodotto della natura statistica (quindi della incompletezza) delle leggi. 33 1 Russell, B. ABC della relatività pag 20 2 Inoltre, quando una particella viene accelerata fino ad una velocità prossima a quella della luce, l’energia spesa per tale accelerazione si trasforma in massa, fino al caso estremo di una particella che raggiunga la velocità della luce, che dovrebbe avere una massa infinita. 3 Russell, B. ABC della relatività pag 43 4 Vedi Russell, B. ABC della relatività ABC 5 Einstein, A. Pensieri, idee, opinioni pag 93 6 Einstein, A. Zur Elektrodynamik bewegter körper, pubblicato nel giugno 1905 sulla rivista tedesca Annalen der Physik. 7 Einstein, A. I fondamenti della teoria della relatività generale (Die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie), 1916, sempre sugli Annalen der Physik. 8 Edimburgo 1831 - Cambridge 1879 9 Arnhem 1853 - Haarlem 1928 10 Nancy 1854 – Parigi 1912 11 Per struttura continua della materia si intende il fatto che si presupponeva che la natura non facesse salti, e che ci fosse sostanziale uniformità. Successivamente la scoperta della struttura discontinua della materia, composta di atomi a loro volta composti da protoni, elettroni e neutroni, e che presentano una struttura fortemente frazionata e discontinua, unita all'osservazione dei cosiddetti fenomeni quantici ci fa presupporre che, quando si riesce a misurarli in maniera sufficientemente precisa, tutti i fenomeni naturali mostrano una fondamentale discontinuità. 12 Questa definizione del principio di inerzia è dovuta a Galileo. Vedi Parte I Cap II Par Galileo Galilei 13 Già verso la fine del 1600 l’astronomo danese Roemer constatò che la luce ha una velocità finita. Osservando le eclissi dei satelliti di Giove notò un ritardo tra la posizione dei satelliti e la previsione. Giustamente Roemer imputò il ritardo al fatto che la luce non si propaghi istantaneamente e diede una prima valutazione della velocità della luce: circa 220.000 km/sec. Considerando l’epoca di questa misura, è un’ottima approssimazione. 14 Einstein, A. Pensieri degli anni difficili, pag 49 15 Einstein si servì spesso di tali manifestazioni astronomiche per la conferma delle sue teorie; per esempio, nel 1912 aspettava ardentemente conferme ai suoi studi dalla spedizione per osservare un'eclissi di sole in Crimea del giovane astronomo tedesco Erwin Freundlich, spedizione che però fu poi rinviata a causa della I Guerra Mondiale. In Feuer, L. Einstein e la sua generazione, Nascita e sviluppo di teorie scientifiche, pag 12. Inoltre nel 1919 la spedizione guidata da Eddington all'Isola Principe misurò la deviazione della luce in occasione di un'eclisse totale del Sole, confermando le attese di Einstein. 16 Einstein, A.Pensieri degli anni difficili pag 37 17 Einstein, A. Op. Cit. pag 36 18 Einstein, A.Pensieri, idee, opinioni pag 87 19 Einstein, A. Op. Cit. pag 51 20 Un procedimento di tal fatta si definisce riduzione. Si tratta di tentare di spiegare un fenomeno oppure una determinata caratteristica facendo ricorso alle proprietà immediatamente inferiori. Nel caso della teoria cinetica dei gas, si tenta di dar conto delle proprietà, cosiddette emergenti, proprie di un accumulo di gas facendo ricorso alle proprietà delle molecole prese singolarmente. 21 Einstein, A.Op. Cit. pag 51 22 1) Le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali; 2) La luce ha una velocità finita sempre uguale in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Vedi Parte II Cap II Par. Relatività per ulteriori delucidazioni 23 Einstein, A. Op. Cit. pag 55 - Vedi anche Parte II Cap II Par. Relatività 24 Einstein, A. Op. Cit. pag 71 25 Einstein, A.Op. Cit. pag 85 26 Einstein, A.Op. Cit. pag 85 27 Einstein, A. Pensieri degli anni difficili pag 40 28 ...In tal modo, quei concetti vengono a perdere la loro eccessiva autorità, e possono essere abbandonati quando non siano più giustificabili, corretti quando la loro aderenza ai dati di fatto non sia sufficiente, e sostituiti da altri concetti quando si possa instaurare un nuovo sistema, preferibile per qualche ragione al vecchio. Dal necrologio scritto da Einstein in occasione della morte di Ernst Mach, pubblicato sul Physikalische Zeitschrift. In Einstein, A. Born, M. Scienza e vita, pag 187 29 Einstein cominciò ad interessarsi alla filosofia di Spinoza in periodo abbastanza maturo, approssimativamente contemporaneo al suo soggiorno a Praga, dove nel 1911 assunse l'incarico di Professore Ordinario di fisica all'Università Tedesca. Vedi Parte II Cap II Par II Circolo di Praga 30 Feuer, L. Einstein e la sua generazione, Nascita e sviluppo di teorie scientifiche pag 18 31 Lettera alla sig.ra Born, 1/9/1919 In Einstein, A. Born, M. Scienza e vita, lettere 1916 – 1955 pag 17 32 Born, 4/12/1926 In Einstein, A. Born, M. Op. Cit. Pag 109 33 Einstein, A.Pensieri degli anni difficili Pag 66 |
| < Prec. | Pros. > |
|---|






