Complementarità e dintorni 3.

30 gennaio 2007
Pubblicato da

di Antonio Sparzani

La tranquilla cittadina di Göttingen sta sul fiume Leine, nel sud della Bassa Sassonia, ai piedi delle colline dello Harz, luogo quanto mai caro alla letteratura tedesca (ricordare, prego, la notte di Valpurga del Faust I). Göttingen vanta origini medioevali. La sua università fu fondata da Giorgio II d’Inghilterra, che era anche elettore di Hannover, nel 1734 e aperta nel 1737. Divenne rapidamente un centro di studi tra i più importanti d’Europa: attirava studenti brillanti anche dall’estero, e forniva loro una preparazione solida e di prim’ordine. Ebbe poi sorti più difficili negli anni trenta dell’Ottocento dovute alla politica illiberale del re Ernesto Augusto I di Hannover – egli cacciò dall’università un gruppo di sette studiosi, che si erano ribellati alle sue misure, i famosi “sette di Göttingen” tra i quali i fratelli Grimm, brillanti filologi, storici della lingua e, come tutti sanno, autori di famosissime favole – ma conobbe una seconda luminosa stagione sul finire del XIX° e nei primi decenni del XX° secolo, finché nel 1933 fu devastata dal delirio antisemita.

L’inizio dello splendore ottocentesco della Georg-August Universität fu l’attività straordinaria di Carl Friedrich Gauss, professore di astronomia e direttore del locale osservatorio astronomico, e matematico tra i più grandi della storia dell’Occidente, e poi di una filza di nomi uno più sacro dell’altro alle orecchie di matematici, fisici e non solo (Riemann, Dirichlet, Felix Klein, Hilbert, Weber, Voigt, Nernst, saltandone molti e saltando tutti i fisici del Novecento di cui qua sotto).

Nell’anno accademico 1904-1905 vi arrivò, dalla natia Breslavia, nome italianizzato dell’allora prussiana Breslau e dell’odierna polacca Wrocław, il giovane studente Max Born, che iniziò a frequentare l’università, trovando appunto come maestri Hilbert e Voigt, rispettivamente per la matematica e per la fisica. Il nostro Born, che ben prometteva (Nobel nel 1954), vi si laureò, diventò prima Privatdozent e poi professore e, nel giugno del 1922 invitò, d’intesa col suo illustre collega sperimentale James Franck [1], il nume ispiratore della fisica del momento, il vero creatore della Complementarità, Niels Bohr.

Fu l’avvenimento fondante della nuova fisica.

Quei giorni furono allegramente chiamati Bohr Festspiele, sentite il clima (Friedrich Hund, fu uno dei protagonisti di quella stagione, assistente di Born):

«Una risonanza molto vasta ebbero le conferenze che egli [Bohr] tenne nel giugno del 1922 a Gottinga su invito di Born e di Franck. Si trattò di sei serate molto affollate in cui egli parlò, e di una serata in cui si discusse; il contenuto corrispondeva più o meno al testo pubblicato della conferenza di Copenaghen con aggiunte dell’aprile del 1922 e andava anche un po’ al di là. Tra gli altri erano presenti Sommerfeld, Landé, Pauli e Heisenberg. Come in altre occasioni, Bohr parlava in modo abbastanza confuso e spesso era difficile comprenderlo dalle file di dietro, dove dovevano sedere i più giovani. Ciò contribuiva ad aumentare la tensione e l’interesse. Non è possibile rievocare il fascino di quell’ora storica, si può solo tentare di riferirne l’essenziale.» [2]

Ecco invece il ricordo di Heisenberg:

«Incontrai per la prima volta Niels Bohr a Göttingen nell’estate del 1922, quando tenne una serie di seminari su invito della facoltà di Scienze Esatte, che ci piaceva chiamare “Festival Bohr” [Bohr Festspiele]. Sommerfeld, che era il mio insegnante a Monaco, mi aveva preso con sé a Göttingen per quanto io fossi all’epoca un ragazzo di vent’anni, al mio quarto semestre. [. . . ] La prima impressione di Bohr rimane ancora del tutto chiara nella mia memoria. Pieno di giovanile entusiasmo, ma leggermente imbarazzato e timido, la testa inclinata da un lato, il fisico danese stava in piedi sul palco dell’auditorium, con l’intensa luce dell’estate di Göttingen che entrava a fiotti dalle finestre aperte. Parlava piano e quasi esitando ma dietro ad ogni parola, accuratamente scelta, si intravedeva una lunga catena di pensiero, che sfumava alla fine su uno sfondo il cui aspetto filosofico mi affascinava»

Accadde poi, ci racconta Heisenberg, che egli osasse obiettare ad alcune indicazioni che Bohr aveva fornito verso la fine della sua conferenza e che Bohr stesso alla fine di questa, invitasse lui, il giovane studente di Sommerfeld, a passeggiare pigramente sui pendii dello Hainberg, appena fuori Göttingen: fu un avvenimento probabilmente decisivo per Heisenberg che così conclude il suo ricordo:

«compresi per la prima volta che il punto di vista di Bohr sulla propria teoria era molto più scettico di quello che avevano a quel tempo altri fisici, ad esempio Sommerfeld, e che la sua capacità di visione profonda della struttura della teoria non era il risultato di un’analisi matematica delle ipotesi di base, quanto piuttosto un’intensa attenzione per i fenomeni reali, così che gli era possibile sentire intuitivamente le relazioni più che derivarle formalmente.

E così compresi: la conoscenza della natura è ottenuta in prima battuta in questo modo e soltanto come passo successivo si può riuscire a fissare la propria conoscenza in forma matematica, facendone oggetto di un’analisi razionale. Bohr era anzitutto un filosofo, non un fisico, ma egli capiva che ai nostri tempi la filosofia naturale diventa importante solo quando ogni particolare può essere sottoposto all’inesorabile prova dell’esperienza.» [3]

L’influenza della personalità e del modo di “sentire la fisica” di Bohr su Heisenberg fu fortissima.

Il risultato fu che Bohr invitò a Copenaghen prima Pauli, che vi soggiornò in vari periodi a partire dall’autunno 1922, e poi Heisenberg che vi soggiornò per un triennio cruciale, quello nel quale concepì (giugno 1925) uno degli impulsi iniziali fondamentali della nuova meccanica. Ma questa è la storia della febbre da fieno di Heisenberg e dell’isoletta di Helgoland, che vi racconto la prossima volta.

[1] nota di colore e di rabbia: Franck era tedesco puro sangue, di Amburgo, studiò in Germania, prese il Nobel nel 1925 per lavori fatti in Germania, nel ’33 riparò a Copenhagen e nel ’35 emigrò negli USA, tornò negli anni ’60 a Göttingen, dove morì. L’ineffabile Enciclopedia Britannica alla voce Franck, esordisce dicendo “German born, U.S. physicist”: non ne posso più di questi cialtroni parvenus che allora venivano a imparare la fisica (e ogni altra cosa interessante) in Europa perché non avevano alcuna tradizione né cultura, che hanno avuto la insperata ed enorme fortuna del delirio nazista antisemita che ha fornito loro su un piatto d’argento una fetta consistente della cultura tedesca, e che adesso pensano di appropriarsi dell’intero mondo anche così.

[2] Friedrich Hund, Geschichte der Quantentheorie, Bibliographisches Institut, Mannheim 1967,  trad. it. di Giuseppe Longo, Storia della teoria dei quanti, Boringhieri, Torino 1980, p. 101.

[3] Werner Heisenberg, Quantum theory and its interpretation, in S. Rozental, ed., Niels Bohr, his life and work as seen by his friends and colleagues, North Holland, Amsterdam 1967, pp. 94-108, cit. alle pp. 94-95.

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10 Responses to Complementarità e dintorni 3.

  1. vins gallico il 30 gennaio 2007 alle 23:24

    tranquilla a chi, sparzani, che qui ci divertiamo da matti? anche con la corsa delle papere sul fiumiciattolo, che, diciamoci la verità, la leine è un torrentello quando passa da göttingen
    (per quella fase gottinghese gaussiana di cui tu parli consiglio il romanzo pseudostorico “la misurazione del mondo”, daniell kehlmann, feltrinelli).
    sì, lo so, sono molto OT, ma ho avuto un secondo di sciovinismo… ‘schuldigung

  2. Pensieri Oziosi il 1 febbraio 2007 alle 16:42

    Molto interessante. La storia della fisica mi piace.

  3. tina nastasi il 1 febbraio 2007 alle 19:57

    caro antonello, a proposito della tua “[1] nota di colore e di rabbia”: ho fatto una piccola ricerca e, sì, questi gentiluomini sono alquanto arsenici (si sono presi anche il nostro Fermi), ma non hanno osato toccare il Papa (leggi Einstein). Tuttavia spenderei qualche parola anche sul paradiso che quei fisici tanto europei hanno trovato nei laboratori statunitensi, fosse solo per metterci un semplice punto interrogativo.

  4. antonio sparzani il 1 febbraio 2007 alle 23:43

    caro goettingese vins gallico, il fatto di essere tranquilla non mi pare escluda che ci si diverta come fringuelli, cosa di cui comunque sono molto contento. Ottimo il libro di Kehlmann sulla singolare rispondenza tra Gauss e Alexander von Humboldt. Cosa è OT, Old Testament, ohne Trost, Ottimista, sag’ mir bitte.
    Quanto ai fisici emigrati negli USA, cara Tina, certo hanno trovato soldi per sopravvivere, però anche la ben incoraggiata opportunità di fabbricare qualche bomba ben scelta. Pauli e Einstein almeno si astennero da ciò, anche se naturalmente la teoria di Einstein fu quella che rese possibile la bomba, ma questo è, naturalmente, un lungo discorso.

  5. vins gallico il 2 febbraio 2007 alle 10:54

    un OT è chiaramente un simbolo…
    di quando uno è stanco e mescola le lingue, per cui scrive Out Tema.
    sullo slittamento semantico che il termine “tranquillo” ha assunto non mi sembra il caso di perderci troppo tempo: sarebbe di nuovo un OT!

  6. così&come il 3 febbraio 2007 alle 09:17

    naturalmente la teoria di Einstein fu quella che rese possibile la bomba, ma questo è, naturalmente, un lungo discorso.

    (Come nel demenziale manicomio dei I fisici di Dürrenmatt dice la spia che si finge prima Newton e poi Einstein.)

    Newton: Mi dica: lei vorrebbe arrestarmi perché ho strangolato l’infermiera o perché ho reso possibile l’invenzione della bomba atomica?
    Commissario: Ma via, Albert, andiamo.
    Newton: Mi limito a formulare una teoria, basata su osservazioni empiriche. Poi vengono i tecnici, creano delle macchine, e una macchina è veramente utilizzabile solo quando è diventata indipendente dal pensiero scientifico che ha portato alla sua invenzione. E così al giorno d’oggi qualsiasi imbecille può far brillare una lampadina elettrica – o far esplodere una bomba atomica. (Batte sulla spalla del commissario) E adesso lei vuole arrestarmi per questo, Richard. E’ un’ingiustizia, una grande ingiustizia.
    Commissario: Ma io non ho nessuna intenzione di arrestarla, Albert.
    Newton: Farebbe meglio ad arrestare se stesso, Richard. (Scompare di nuovo nella stanza n. 3).

  7. antonio sparzani il 3 febbraio 2007 alle 14:30

    spero sia chiaro che, dicendo che è un lungo discorso non intendo minimamente che sia inutile, oppure ozioso o troppo difficile o sbagliato. Intendo solo che è un dibattito – difficile sì lo è – ma diverso da quello che qui era inteso, e che però si può fare, come e quando volete. a.

  8. tina nastasi il 6 febbraio 2007 alle 14:15

    allora, caro antonello, devo domandarti: cosa era inteso lì? t.

  9. gi. il 6 febbraio 2007 alle 15:44

    ottimo ottimo.
    Sono tuttavia convinto che la comprensione “non matematica” delle teorie fische di Bohr, poi di Heisenberg, sia fraintendibile. La loro conoscenza matematica è comunque profonda, come la è quella di Einstein.
    E del resto mi pare che il problema di molti fisici teorici attuali è proprio risieda nella fatica di maneggiare strumenti matematici molto complicati.

    Provando a rispondere ora ad una domanda sorta nella scorsa puntata (cioè, parafrasando vonnegut, la terza rivoluzione industriale renderà inutili il lavoro intellettuale-creativo umano?):
    non mi pare che, almeno a breve, le scoperte scientifiche possano impensierire i matematici, o palesarne delle impreparazioni. anzi. qualcuno ama affermare che la matematica che si sta producendo servirà ai fisici di qualche secolo a venire.
    Ed entrando su un terreno non mio: si scopre solo quello che si cerca.

  10. Fra il 8 febbraio 2007 alle 23:17

    Da CT a OT, che dire: niente male! (passando per ET: qualcuno ha parlato anche di fantascienza no?).

    Ho trovato un indizio per la storia delle formule e di Einstein: nella prefazione a “L’evoluzione della fisica” di Einstein e Infeld, Carlo Castagnoli scrive: “Einstein diceva che nessuno scienziato pensa con formule: quindi le idee fondamentali della fisica si possono esprimere con parole”. Ma non dice ne’ dove ne’ quando Einstein affermo’ cio’….

    Per vins gallico: il romanzo e’ “La misura del mondo” e l’autore si scrive con una l sola… consiglio anch’io la lettura.
    (misurazione al posto di misura e’ piu’ preciso… misura si puo’ intendere anche in maniera metaforica: andare oltre la misura ecc. che e’ un po’ quello che fece von Humboldt con il suo eccesso di misurazioni… addirittura su se’ stesso, come tutti i grandi del resto)

    Per silvia c.: il discorso del teatro mi interessa moltissimo: chi siete voi che volete mettere in scena Stoppard?
    (Da Gauss a Eulero, da Göttingen a Konigsberg, due associazioni di pensiero mie: consiglio lo spettacolo “Grafi” al Teatro Arsenale di Milano.)

    Caro Sparzani ti ringrazio moltissimo per questi tuoi scritti che ho letto troppo in fretta perche’ presa dalla foga e quindi rileggero’ con piu’ attenzione. Ma oggi e’ quasi il 9 febbraio, a quando la parte numero 4??? Non dirmi che hai la febbre anche tu…

    (sempre piu’ imperdonabile)
    Fra