Einstein fin da piccolo fantasticava su cosa si dovrebbe provare quando si cavalca un raggio di luce. Sentite cosa scrisse nella sua, peraltro scarna, autobiografia:

«Perdonami Newton, tu trovasti proprio l’unica via che alla tua epoca era possibile per un uomo dotato della più alta forma di pensiero e di creatività. I concetti che tu creasti guidano ancor oggi il nostro pensare nella fisica, anche se oggi sappiamo che, se vogliamo tendere a una comprensione più profonda delle interconnessioni, essi devono essere sostituiti da altri ben più lontani dalla sfera dell’esperienza immediata».

Einstein in questa fase della sua vita propose e sperimentò come non mai questo allontanamento, certo molto più di quanto non sia poi stato disposto a fare durante il successivo periodo di ulteriore grande fermento connesso con l’emergere della meccanica quantistica.
Egli semplicemente rovesciò la struttura logica della problematica esistente, ponendo assiomaticamente a fondamento della propria nuova teoria quanto prima andava invece spiegato.
Forse diede retta a un’aurea massima che il suo illustre conterraneo Wolfgang Goethe scrisse in una lettera del 1828 al compositore berlinese Carl Friedrich Zelter, con il quale intratteneva una fitta corrispondenza, e che suonava letteralmente così:

“L’arte più grande nella vita del mondo e della cultura consiste nel saper trasformare un problema in un postulato; così ce la si cava”.

Non è straordinario?

Bene, le conseguenze strane della stranezza iniziale sono ad esempio queste:

1. Se un osservatore inerziale O ha con sé un regolo di lunghezza assegnata L, allora un altro osservatore O’, che si muova rispetto ad O di moto rettilineo uniforme con una certa velocità v parallelamente alla lunghezza del regolo, e che voglia misurare la lunghezza del regolo di O, non trova più il valore L, trova bensì un valore un po’ minore che si ottiene moltiplicando il numero L per un fattore minore di 1 che dipende dal rapporto tra la velocità v e la velocità c della luce. Precisamente questo fattore, chiamiamolo β, è pari a ; tenete conto che, per tutte le velocità cui siamo abituati, il rapporto v/c è assai piccolo – ad esempio per la velocità di un missile che viaggi a 10 Km/s , pari a 36000 Km/h, v/c è pari a circa 0.0000333, così che il fattore β differisce da 1 per meno di un miliardesimo, cioè, su una lunghezza di un chilometro, per meno di un micron. È evidente dunque che si tratta di differenze che, a velocità ordinarie, non sono neppure misurabili; tuttavia una simile conclusione rappresenta in linea di principio un notevole sconvolgimento rispetto alla fisica classica, nella quale la lunghezza degli oggetti era un invariante per tutti gli osservatori, in moto l’uno rispetto all’altro in modo qualsiasi.

2. Se l’osservatore O ha un pendolo che scandisce il secondo del suo orologio e l’osservatore O’, sempre in moto rettilineo uniforme rispetto a O con velocità v, misura con il proprio orologio, beninteso identico a quello di O, ogni quanto tempo batte il pendolo di O, trova un valore un po’ maggiore; trova cioè che quando per O è passato un secondo per lui è passato un tempo leggermente superiore, e, anche in questo caso, secondo il fattore β. Dunque secondo O’ il tempo di O scorre un po’ più lentamente. Va anche subito detto che non vi è alcuna asimmetria in tutto questo: ogni osservatore osserva nell’altro, in moto rispetto a lui, gli stessi effetti: così come O’ vede il tempo di O leggermente rallentato, anche O vede il tempo di O’ altrettanto rallentato e così come O vede le lunghezze di O’ accorciate, anche O’ vede le lunghezze di O altrettanto accorciate. Nessuna contraddizione logica, né fisica, si dà in questa simmetria perché ha senso confrontare tra loro tempi e lunghezze misurate dallo stesso osservatore.

Dunque qualcos’altro è necessariamente cambiato nella nostra divisione iniziale tra aspetti oggettivi e soggettivi nella conoscenza. Sembra evidente che a questo punto è aumentato sensibilmente il bagaglio che va ascritto al soggetto osservante: quello che un soggetto vede L, un altro vede βL, e così per gli intervalli temporali. Le proprietà pertinenti al solo oggetto, indipendenti dall’osservatore, diminuiscono. In questo caso, ad esempio, c’è ancora qualcosa che rimane invariante per tutti gli osservatori, ma è qualcosa di un po’ più astratto, di meno intuitivo, è una certa espressione quadratica che contiene gli intervalli di tempo e le lunghezze che qui non mette conto di scrivere esplicitamente, ma che tuttavia costituisce qualcosa di più fondamentale, dal punto di vista di questa nuova teoria, che non le semplici lunghezze o gli intervalli di tempo.

Un altro notevole passo è dunque stato compiuto nella direzione che avevamo indicato inizialmente. Aggiungerei soltanto che su questa strada un ultimo passo, sembrerebbe definitivo, è stato compiuto con la cosiddetta teoria della relatività generale, sempre ad opera di Einstein, nel 1916, sui cui aspetti tecnici certo qui sorvolo, ma a proposito della quale sarà sufficiente indicare, come ormai è prevedibile, che lo spazio della conoscenza riconducibile al puro oggetto si restringe ancora una volta. I soggetti, cioè gli osservatori, “permessi” sono molto aumentati – in realtà sono tutti gli osservatori fisicamente possibili – e dunque più numerose sono le grandezze che possono variare.

Vista sotto questo profilo, dunque, l’evoluzione dell’idea di relatività presenta aspetti che, all’interno dell’ottica della scienza, appaiono inaspettati; essi sono tuttavia necessari non appena si riflette che l’esigenza principale che viene perseguita lungo il filo di questa idea è quella di dire cose della realtà il più intersoggettive possibili, il più possibile comuni a tutti gli osservatori, l’esigenza ultima cioè di non considerare alcun osservatore come privilegiato, né quello che dal Sole vede la Terra ruotargli attorno, né quello sulla Terra che vede il Sole ruotargli attorno, né quello situato al centro della nostra Galassia, che vede – oltre a milioni di altri oggetti celesti – il nostro Sole girargli attorno con una schiera di piccoli oggetti che a loro volta eseguono un moto ad elica attorno a tale Sole, né alcun altro mai.
Lo scopo ultimo della relatività — contrariamente a quanto il suo mal scelto nome potrebbe far pensare – è forse il modo della fisica di cercare la kantiana cosa in sé, l’essenza ultima e inattingibile di ciò che è altro da noi e di cui vogliamo conoscere ciò che da noi è completamente indipendente.
È con questo tipo di sviluppo che la fisica si inserisce in quel più generale contesto culturale che vede, al volgere del secolo, una più vasta e generalizzata espansione, o quanto meno una definizione più precisa, del ruolo del soggetto. La prossima volta parleremo di questi altri contesti.

Si è visto qui che Filippo Bruno (Nola 1548 – Roma 1600), che assunse il nome di Giordano entrando in convento come domenicano, aveva ben chiaro che è la ‘virtù primieramente impressa’ che fa la differenza nel moto delle due pietre e non una qualche proprietà intrinseca dell’una delle due rispetto all’altra.
Ma la letteratura, come spesso accade, ci fornisce qualche altra occasione di riflettere sull’argomento: un secolo prima del nostro Nolano, Ludovico Ariosto descrive (vedi anche qui) il breve duello tra Rodomonte e Brandimarte, quando il primo vuole impedire il passaggio del secondo sul ponte da lui custodito:

Nel volersi levar con quella fretta
che lo spronar de’ fianchi insta e richiede,
l’asse del ponticel lor fu sì stretta,
che non trovaro ove fermare il piede;
sì che una sorte uguale ambi li getta
ne l’acqua; e gran rimbombo al ciel ne riede,
simile a quel ch’uscì del nostro fiume,
quando ci cadde il mal rettor del lume.

I duo cavalli andâr con tutto ‘l pondo
dei cavallier, che steron fermi in sella,
a cercar la rivera insin al fondo,
se v’era ascosa alcuna ninfa bella.
Non è già il primo salto né ‘l secondo,
che giù del ponte abbia il pagano in quella
onda spiccato col destrero audace;
però sa ben come quel fondo giace.
[Orlando Furioso, c. XXXI, str. 71-72]

Dunque cadono entrambi in acqua i due valorosi guerrieri, ma, si noterà, mentre stanno “fermi in sella”; ecco quindi che la parola fermi – era appena stata usata la locuzione “fermar il piede” per alludere ad un arresto rispetto al ponte, o alla terra – si adatta altrettanto bene a chi, s’intende rispetto a terra, cade e si muove quindi velocemente. Altro segnale che già la lingua naturale incorpora questa equivalenza di situazioni, “fermo” ha significato rispetto a qualcosa, e quel che per me è fermo, può non esserlo per te.
Mentre stendiamo un pietoso velo sulla non brillante prestazione del cavaliere di Carlo in questa occasione, passiamo a sottolineare che è in questo complesso di idee che nasce la vera rivoluzione della scienza nell’età moderna, nella consapevolezza che non è più interessante dare un privilegio assoluto all’osservatore solidale con la Terra, che la Terra è un corpo che si muove nello spazio come gli altri pianeti, e che dunque l’assenza di interazione non garantisce più lo star fermi rispetto a qualcosa di fissato una volta per tutte, garantisce invece soltanto il muoversi di moto rettilineo uniforme rispetto ad una varietà molto ampia di osservatori privilegiati, detti appunto inerziali. La stessa nozione di fissato una volta per tutte perde interesse e senso in un mondo in cui la Terra smette di essere il centro privilegiato dell’universo.
In questo senso si è prodotto, come accennavamo, un allargamento del soggetto, cioè una restrizione, nel prodotto della conoscenza, della parte strettamente dipendente dall’oggetto osservato – l’eventuale velocità costante di un oggetto non è più una sua proprietà interessante, perché diventa qualcosa che, per così dire, ci mette il soggetto di suo.

Per passare alla tappa successiva in questo cammino dell’evoluzione dell’idea di relatività, bisogna lasciar scorrere più di due secoli: durante tutto il Settecento e tutto l’Ottocento la descrizione fisica del mondo si è in un primo tempo consolidata e focalizzata sulla meccanica, che ha conosciuto uno sviluppo e dei successi assolutamente clamorosi (si pensi alla scoperta dei pianeti – visibili solo strumentalmente – esterni a Saturno) e in un secondo tempo ha costruito interamente un nuovo settore della disciplina, quello dell’elettromagnetismo (la sintesi Maxwelliana è del 1873). Proprio in conseguenza di questo sviluppo, che da un lato aveva costituito un grande successo e una straordinaria complessiva conferma della fisica classica – così viene appunto detta la fisica sviluppata nei secoli ora menzionati – verso la fine dell’Ottocento si profilarono dei problemi che apparivano assai ardui – quello ad esempio di una conferma definitiva dell’esistenza dell’etere – e che assunsero un po’ alla volta una rilevanza cruciale.
Un notevole sforzo venne dispiegato per chiarire come mai i vari tentativi di mettere in evidenza la presenza effettiva di questo sfuggente etere fossero falliti, malgrado l’accuratezza messa in campo (i più importanti furono gli esperimenti di Michelson, e di Michelson e Morley poi, nel corso degli anni ’80 del secolo XIX°), ma nonostante il fatto che una spiegazione fosse alla fine stata data all’interno della fisica classica (teoria di Hendrik A.Lorentz), accadde all’inizio del Novecento che il giovane scienziato tedesco Albert Einstein, che fino ad allora si era occupato di fondamenti della termodinamica, proponesse una soluzione radicalmente nuova del problema, servendosi di parte del formalismo escogitato da Lorentz e usando varie cruciali intuizioni già di Henri Poincaré.

Mentre qui non v’è spazio per una trattazione, anche solo qualitativa, della proposta di Einstein, pubblicata nel 1905 sugli Annalen der Physik, occorre tuttavia comprendere in che modo una tale nuova teoria si inserisca nel filo che abbiamo cercato di sviluppare a proposito della “parte soggettiva della conoscenza”. A tal fine basta ricordare alcune delle conseguenza più “strane”, perché controintuitive, della nuova teoria, nota da allora, perché Max Planck le diede questo nome, come teoria della relatività ristretta (o speciale). Occorrerà premettere che alla base di questa teoria sta il postulato, assai strano, che la velocità della luce, ovvero la velocità con la quale si propaga nel vuoto qualsiasi radiazione elettromagnetica, è costante, indipendente dal luogo e dalla direzione e, soprattutto, non dipende dall’osservatore che la misura. La stranezza di una tale assunzione deriva dal fatto, che ognuno di noi trae non solo dalla fisica Galileiana, come si diceva, ma dall’esperienza quotidiana, il fatto che la velocità di un qualsiasi oggetto cambia a seconda che la si misuri da fermi (diciamo rispetto alla Terra) o da un veicolo in moto; è esperienza comune che la velocità di un treno varia a seconda che la si misuri dalla banchina o da un treno in corsa su un binario parallelo. Einstein invece postulò che la velocità della luce nel vuoto, indicata universalmente con c, assuma il valore di circa 300000 Km/s, rispetto a qualsiasi osservatore, sia sulla Terra sia in moto rispetto alla Terra con qualsivoglia velocità. Fu proprio la stranezza di questa posizione che costrinse Einstein, per far sì che la meccanica mantenesse quello status di teoria autoconsistente che naturalmente doveva possedere per mantenersi nell’ambito della razionalità scientifica, a criticare il concetto tradizionalmente indiscusso di simultaneità, fino a portare alle conseguenze che ora ci interessano. Queste conseguenze si chiamano abitualmente contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Delle quali parleremo nella prossima puntata.

Il testo conteneva varie domande introspettive personali alle quali l’autore chiedeva di rispondere al pubblico dei lettori interessati. Le domande vertevano sul ruolo svolto dal linguaggio o più in generale da segni e immagini nel processo mentale che portava a nuove acquisizioni. Mentre il libro stava andando in bozze, giunse a Hadamard una lettera di Einstein nella quale lo scienziato tedesco dava risposte ad alcuni quesiti. Come annunciato qui, ecco a voi il testo della lettera, che Hadamard riesce a inserire in appendice al suo testo, così come appare nella traduzione italiana; tenete conto che:
le risposte che Einstein numera (A), (B) e (C) corrispondono alla domanda “Sarebbe utile per la ricerca psicologica sapere di quali immagini interne o mentali, di quale genere di parole interne, facciano uso i matematici e se queste siano motorie, auditive, visive, miste, a seconda dell’argomento studiato”.
La risposta (D) si riferisce alla domanda posta da Hadamard sul tipo di immagini che accompagnano la vita quotidiana, piuttosto che su quelle che si presentano durante la ricerca.
La risposta (E) si riferisce alla domanda: “In particolare nel pensiero impegnato nella ricerca, le immagini mentali o le parole interne si presentano alla coscienza piena o alla coscienza marginale?”.
La stessa domanda viene rivolta per quanto riguarda i ragionamenti che queste immagini o parole simbolizzano.

Caro collega,
con ciò che segue tento di rispondere concisamente alle vostre domande, per quanto ne sono capace. Queste risposte non mi soddisfano, e mi sottoporrò volentieri a ulteriori questioni se credete che possa essere di qualche utilità per l’interessantissimo e difficile compito che avete intrapreso.
(A) Non mi sembra che le parole o il linguaggio, scritto o parlato, abbiano alcun ruolo nel meccanismo del mio pensiero. Le entità psichiche che sembrano servire da elementi del pensiero sono piuttosto alcuni segni e immagini più o meno chiare che possono essere riprodotti e combinati “volontariamente”. Ovviamente, sussiste una relazione di un qualche tipo tra questi elementi e i
concetti logici pertinenti. È anche chiaro come alla base del gioco piuttosto vago di tali elementi si trovi il desiderio di arrivare infine a concetti logicamente connessi tra di loro. Ma da un punto di vista psicologico, questo gioco combinatorio sembra essere il tratto caratteristico del pensiero produttivo — prima che ci sia alcuna connessione con la costruzione logica in parole o in altri segni che si possano comunicare ad altri. (B) Gli elementi sopra menzionati sono, nel mio caso, di tipo visivo, e a volte muscolare. Bisogna cercare laboriosamente le parole convenzionali e gli altri segni solo in uno stadio secondario, dopo che il già citato gioco di associazioni si sia stabilizzato a sufficienza e possa essere riprodotto a volontà. (C) In accordo con quanto detto, il gioco con questi elementi è indirizzato al fine di essere analogo a certe connessioni logiche che si stanno ricercando. (D) Visive e motorie. Nello stadio in cui intervengono le parole esse sono, nel mio caso, puramente auditive, ma interferiscono solo in uno stadio secondario, come già detto. (E) Mi sembra che quanto chiamate “coscienza piena” sia un caso limite che non può mai essere realizzato. Mi sembra un fatto connesso con quella che viene detta “ristrettezza della coscienza” [Enge des Bewusstseins].
Nota: Max Wertheimer ha tentato di svolgere delle ricerche sulla distinzione tra la mera associazione o combinazione di elementi riproducibili e la comprensione [organisches Begreifen]: non sono in grado di giudicare quanto la sua analisi psicologica colga il punto essenziale.2
Suo
Albert Einstein

come si vede chiaramente, per Einstein il pensiero viene molto prima del linguaggio, nel quale egli doveva sempre faticosamente “tradurre”. Sappiamo del resto dalle memorie della sorella Maja che apprese la lingua materna tardi, a tre anni d’età, e che da adulto non aveva alcuna facilità con le lingue.

Vale la pena di aggiungere anche che Hadamard si serve di un questionario pubblicato negli anni 1902 e 1904 in Francia, sulla rivista L’enseignement mathématique (vol. IV e vol. VI), chiamato première enquête de la CIEM [Commission internationale de l’enseignement mathématique], allo scopo di rinnovare l’insegnamento nelle scuole francesi, nel quadro di una grande riforma dell’istruzione in Francia, da allora nota come la riforma del 1902, qui per dettagli.

Einstein aveva voluto fargli un favore. Capiva quanto valesse il proprio volto per il portfolio di un giovane connazionale, però odiava farsi fotografare. Così decise di concedergli dieci minuti. Fred Stein arrivò a Princeton e anziché mettersi subito a scattare, fece come sempre: cominciò a dialogare con l’illustre soggetto passando da argomenti seri al piacere di raccontarsi barzellette. Dopo due ore e vari richiami al tempo scaduto (“Che resti!” rispose Einstein alla sua segretaria) i due ebrei tedeschi in esilio si salutarono. Fred Stein aveva impresso il rullino di venticinque fotogrammi, numero talmente esiguo da rendere pressoché impercettibile che avesse anche lavorato. Eppure tra quelle immagini ce n’era una destinata a diventare uno dei ritratti più famosi di Albert Einstein, una foto che lo coglie con uno sguardo desolato, addolcito di compassione. Il fotografo era riuscito a trattenere l’istante che rende manifesta una storia singolare; nel ’46 Einstein non appare come un genio celebrato che aveva fatto tutto il possibile per opporsi al nazismo, ma come un vecchio gravato da un dolore insormontabile.

L’aneddoto introduce talmente bene il metodo e l’estetica di Stein da essere riproposto da suo figlio nel discorso inaugurale della mostra “In an Instant: Photographs by Fred Stein” che rimarrà aperta al museo ebraico di Berlino fino al 23 marzo 2014. Fred Stein, nato nel 1909 a Dresda, era diventato un fotografo grazie alla Leica acquistata come regalo di nozze assieme alla sua sposa e alla fuga dai nazisti travestita da luna di miele a Parigi. Lì non valeva nulla la laurea con cui il militante socialista avrebbe voluto farsi avvocato dei più deboli, inoltre per i profughi era quasi impossibile ottenere un permesso di lavoro. Così Stein, flâneur per necessità di reinventarsi, prese a girare per le strade. Riprendeva ambulanti e mendicanti, coppie solitarie, bambini, gente comune d’ogni sorta, allenando l’occhio a uno stile dove il rigore modernista con cui viene inquadrato lo spazio urbano entra in dialettica con l’empatia per i suoi abitanti.
È questa cifra a elevare le sue fotografie al di sopra del bozzettismo sociologico, a conferire ai suoi soggetti una dignità a se stante. Spesso le immagini colgono piccoli attriti comici del quotidiano. Pur dovendo accettare ogni ingaggio (pubblicità, fotogiornalismo, persino matrimoni), dopo due anni di lavoro da autodidatta Stein verrà incluso nelle collettive della “Galerie de la Pleiade” accanto a André Kertesz, Man Ray, Brassaï e altri emergenti della nuova arte. Il ritratto gli fornirà la più congeniale fonte di guadagno, sebbene scelse di immortalare solo chi stimava. Il suo compagno di partito Willy Brandt o più tardi Hannah Arendt, entrambi veri amici, si concederanno al suo obiettivo lungo diverse tappe della loro vita. Però la piccola fama conquistata in un ambiente dove l’approdo alla fotografia rappresentava un percorso comune a molti esuli, non era destinata a durare. Con l’entrata in guerra della Francia, il figlio di un rabbino attivo come antifascista anche a Parigi, venne deportato in un campo per stranieri di nazionalità nemica e riuscì a scampare alla prigionia solo all’alba della capitolazione. Le successive difficoltà per ritrovare la moglie e la figlia di appena un anno e poi fuggire insieme dall’Europa saranno drammatiche. Come molte delle personalità che ha ritratto – Marc Chagall, Max Ernst, Jean Arp, Jacques Lipchitz, Arthur Koestler, Heinrich Mann, Siegfried Kracauer e la stessa Arendt – Stein deve la vita a Varian Fry, l’americano che con l’aiuto di una rete di profughi e l’apporto della malavita marsigliese riuscì a far uscire dalla Francia circa duemila persone ricercate dalla Gestapo. Per un’amara casualità, la morte coglie il salvatore e il salvato a distanza di due settimane nel 1967, in un’epoca non ancora pronta a riconoscere l’opera dei giusti né a valorizzare la fotografia come arte. Eppure a New York lo sguardo di Fred Stein aveva continuato a perfezionarsi, trovando stimolo nella grandiosità architettonica del centro di Manhattan e nella diversità infinita dei suoi quartieri. Un’enorme Braccio di Ferro librato tra i grattacieli della Quinta Strada, le schiene di due adolescenti neri che si abbracciano a Orchard Beach, una matrona che usa un giornale yiddish come copricapo o una famiglia di quattro componenti più un cagnolino, tutta raccolta intorno a un quotidiano dal titolo ITALY SURRENDERS. Seduta davanti al negozietto, la lettrice del giornale sorride mentre controlla la carrozzina con il piccolo che si sta sfilando il biberon di bocca. Un momento storico di speranza riflesso nel quotidiano di Little Italy.

Peter Stein ha raccontato come da bambino suo padre lo portasse in giro per tutta la città insegnandogli come si guarda il mondo attraverso una lente fotografica. Sostiene di essere diventato direttore della fotografia grazie a quell’apprendistato, una carriera consolidata al punto da consentirgli di promuovere l’opera paterna negli anni più recenti. La prima retrospettiva nel paese d’origine di Stein segna una tappa cruciale cui seguirà la diffusione di un documentario che Peter ha dedicato a suo padre. C’erano anche i nipoti all’inaugurazione: fotografava l’evento una donna troppo giovane perché il nonno avesse potuto tenerla in braccio e di un’impressionante somiglianza con la ragazza che aveva sostenuto il marito come assistente. Ecco Fred Stein esposto in un ritratto parigino di sua moglie e al contempo onorato con il proprio strumento dalla nipote. Nel suo discorso funebre un amico disse di Stein che “la giustizia per lui era bellezza e la bellezza giusta”. A quella visione sembra felicemente improntata anche la sua riscoperta.

Questo articolo è stato pubblicato suIl Sole 24 Ore, 8 dicembre 2013. Ho voluto riproporlo qui per mostrare anche delle foto che nella versione online del “Sole” non sono state inserite. Le foto qui proposte risalgono agli anni ’34-’36 a Parigi e ca.’43-’46 New York. I diritti appartengono all’Fred Stein Estate. Per vederne altre potete andare a questo sito: http://www.fredstein.com/

Il termine alkahest indicava, secondo Paracelso, e così ripreso da Boyle, il solvente universale, il liquido in grado di sciogliere qualsiasi materiale, liquido che si pensava affine al mercurio, data la proprietà di quest’ultimo di sciogliere, cioè di formare un amalgama, diremmo oggi, ad esempio con l’oro; particolare importanza rivestiva il mercurio per gli alchimisti, tanto che distinguevano il mercurio solvente semplice, che era un’acqua estratta secondo i principi della Grande Opera ― in buona sostanza i principi fondanti dell’alchimia ― dai vapori secchi, viscosi, acidi, capaci di sciogliere i metalli; il mercurio solvente composto, che era mercurio cui era stata aggiunta un’altra sostanza che ne faceva davvero la sostanza perfetta, che scioglieva ogni altra, inizio di ogni processo; e infine il mercurio comune che era l’estratto ottenuto operando sui minerali che ne contenevano.
E dunque qui abbiamo il Boyle ancora imbevuto della dottrina alchemica, che sogna questa sostanza universale ri-solutrice ― anche in senso etimologico ― di ogni problema materiale. Ma l’uomo Boyle è uno e il suo mondo è insieme alchemico e moderno: la vera apoteosi della sua fantasia desiderante sfocia nell’ultimo desiderio, che davvero apre un orizzonte sconfinato: A Perpetuall Light, una luce eterna, una luce che mai scompaia e che non richieda sforzo per essere mantenuta.
Una prospettiva universale: il Big Bang, come se l’immaginano ― o forse come lo desiderano ― gli scienziati di oggi, fu un enorme scoppio di luce iniziale, destinato a durare per tutto l’universo e per tutto il tempo, perché la luce che si propaga incessantemente nello spazio continua inalterata, non si attenua, non si esaurisce; se la luce colpisce un oggetto materiale, direte voi, si ferma e scompare, già, così sembra, in realtà tutti i corpi, a qualsiasi temperatura essi si trovino, emettono luce (naturalmente il termine luce va inteso qui come sinonimo di radiazione elettromagnetica) e più sono caldi e più emettono; dunque quando un corpo “ferma” e così distrugge la luce che lo incontra, il primo effetto di ciò è il riscaldamento del corpo stesso, che quindi emette immediatamente altra e maggiore radiazione.

Questa abbagliante richiesta di luce perpetua ha molti e illustri rimandi, dall’invocazione di Goethe morente ― mehr Licht, mehr Licht! ― riecheggiata nei foscoliani Sepolcri [«perché gli occhi dell’uom cercan morendo / il Sole; e tutti l’ultimo sospiro / mandano i petti alla fuggente luce.»], alla preghiera cristiana per i defunti ― lux perpetua luceat eis ― alla passione sconfinata di Einstein per la luce, che fece sì che egli ponesse a fondamento di tutta la sua teoria appunto questo straordinario e unico fenomeno naturale.
Per Einstein la luce era l’unica cosa che poteva sottrarsi alle “normali” leggi della fisica: la velocità della luce, misurata da qualsiasi sistema di riferimento doveva risultare sempre la stessa ― come spiegavo più estesamente qui ― quei famosi 300.000 chilometri al secondo (circa) che tutti sanno e che, ormai ne siamo certi, nemmeno i più scaltri neutrini riescono ad eguagliare.

Negli ultimi due o tre anni della sua vita Robert Boyle, che morì il 31 dicembre del 1691, si dedicò a preparare un proprio lascito per il futuro, e malgrado egli non sia riuscito a terminare quelle “importanti ricerche chimiche” che aveva in mente, lasciò però nel testamento istruzioni e una apposita dote per inaugurare le Boyle lectures, lezioni annuali di argomento teologico, che ancora oggi si tengono, con una certa regolarità ― si veda ad esempio qui, un tipico esempio di britannica tradizione.

Ogni tanto bisogna ammettere che la fisica consegue successi piuttosto notevoli, quelli che a me stupiscono maggiormente sono proprio quelli che consistono nella effettiva scoperta sperimentale di oggetti che erano stati pre-visti solo teoricamente: cito qui soltanto la scoperta del pianeta Nettuno a partire dalle perturbazioni dell’orbita di Urano (se volete una gustosa storia di litigi tra austeri scienziati su chi è arrivato primo, leggetevi questo) e la scoperta del positrone, teorizzato da Paul A. M. Dirac nel 1928 e rivelato quattro anni dopo da Carl D. Anderson al Caltec (California Institute of Technology) a Pasadena.

Questa del neutrino (lo volevano chiamare neutrone, in un primo tempo, parola già usata per varie altre congetturate particelle, ma fu Enrico Fermi che propose il nome neutrino, data la sua piccolezza, perché in italiano suona ovviamente diminutivo, non così in francese, ad esempio; prevalse la proposta di Fermi, che diede così il suo, ehm, piccolo contributo) fu una storia assai tormentata perché si trattava di un oggettino assai difficile da maneggiare (parola inadeguata se mai ce ne fu una), tanto che ad esempio per lungo tempo si è discusso se abbia o meno una massa. Voi direte, ma se non ha massa, cioè se ha massa uguale a zero, cosa diavolo è? Niente paura, siamo abituati ad oggetti di massa zero, tipicamente i fotoni, ovvero le particelle di luce, non hanno massa, soltanto energia. Non si capisce? No, certo, non si capisce, la fisica del Novecento non è “intuitiva”, il vero grande stacco dalla fisica precedente è questo, la perdita dell’ausilio di quella che chiamiamo intuizione. Einstein fu uno dei primi a percorrere questo nuovo cammino e ben cosciente ne era, quando scrisse nell’autobiografia scientifica:

«Perdonami Newton; tu trovasti proprio l’unica via che alla tua epoca era possibile per un uomo dotato della più alta forma di pensiero e di creatività. I concetti che tu creasti guidano ancor oggi il nostro pensare nella fisica, anche se oggi sappiamo che, se vogliamo tendere ad una comprensione più profonda delle interconnessioni, essi devono essere sostituiti da altri ben più lontani dalla sfera dell’esperienza immediata.»

Però, sembrerebbe, funziona (il condizionale è d’obbligo, come dicono sempre i nostri impavidi giornalisti che non si vogliono compromettere); funziona nel senso che il neutrino, a partire dal 1953, suo anno di nascita reale, è stato sempre più studiato, in particolare da fisici italiani, nei Laboratori del Gran Sasso. Sapete perché si fanno i laboratori sotto le montagne (ce n’è uno anche sotto il Monte Bianco)? Per schermare gli esperimenti dai raggi cosmici che ogni istante ci bombardano sulla superficie della Terra, ma ai quali per fortuna la nostra specie si è tranquillamente adattata; i raggi cosmici costituirebbero un “fondo” molto ingombrante, ma, nel caso di cui stiamo parlando, mamma Maiella li ferma, così che passano solo i neutrini: questi infatti non vengono minimamente fermati anche da masse assai cospicue, come l’intera massa della Terra, essi attraversano impunemente qualsiasi materiale e questo d’altra parte è quello che rende particolarmente difficile rivelarli. (Certo, qualcuno l’avesse spiegato a Maria Stella nostra tragica e imbarazzante ministra della ricerca scientifica, avrebbe evitato le ennesime risate nazionali e internazionali nei confronti del nostro governo. Ma poi, quei 45 milioni di euro di spesa per il tunnel fantasmatico, chi glieli avrà detti, alla Maria Stella? O a chi li avranno dati?).

Un filone di esperimenti che da qualche tempo va avanti ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, fiore all’occhiello del nostro Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ‒ oltre a quello, assai importante, dello studio dei neutrini provenienti dal Sole ‒ è quello di misurare i neutrini provenienti dal Cern di Ginevra. Ridotto all’osso, funziona così: il Cern produce neutrini con certe reazioni in un momento preciso, li spara nella direzione esattamente adeguata a venire rivelati dai Laboratori del Gran Sasso, questi arrivano dopo poco meno di 2,5 millisecondi e gli scienziati misurano il tempo esatto di arrivo. Poi si fa quello che tutti faremmo, si divide la distanza percorsa per il tempo impiegato a percorrerla e si ottiene la velocità.
La straordinaria sorpresa è stata che questa sembra risultare maggiore della velocità della luce, nel senso che i neutrini arrivano circa 60 nanosecondi (= miliardesimi di secondo) prima di quando arriverebbe un raggio di luce (se potesse attraversare anche lui la Terra, il che non è). Per farvi qualche idea quantitativa, tenete conto che la luce in un secondo fa circa 300.000 km (valore approssimato, ovviamente, ma va benissimo per farsi un’idea degli ordini di grandezza implicati, il valore oggi accettato per la velocità della luce nel vuoto è 299.792,458 Km/s) e quindi in un nanosecondo percorre 30 centimetri, così che quell’anticipo di 60 nanosecondi corrisponde a una distanza di 18 metri, non proprio poco; questo ci fa anche capire che non occorre una misura della distanza al millimetro per avere un risultato attendibile.

E comunque, proviamo pure a fare l’azzardo ‒ assai provvisorio ‒ di credere che si sia scoperto che i neutrini “vanno più veloci della luce”. In che misura questo è uno sconvolgimento dell’assetto esistente della fisica? In che misura?
Verrebbe da rispondere in grandissima misura, naturalmente, il limite della velocità della luce sembrava un diktat insormontabile della relatività einsteiniana; però, proviamo a guardare la cosa da questo punto di vista: perché la luce, perché proprio la luce costituiva per Einstein (e per Mileva Marić, non dimentichiamolo) questo segnale privilegiato? All’età di 16 anni, Einstein racconta, si era immaginato di cavalcare un raggio di luce e si era chiesto cosa mai potesse accadere a chi viaggiasse in quel modo; e ‒ dice nell’autobiografia ‒ aveva trovato la cosa del tutto impossibile e paradossale, fino a fargli capire che nessuno mai avrebbe potuto raggiungere una tale velocità. Il fatto è che nessuno ha in verità mai capito dove stesse di preciso questo paradosso. Provate a pensare alle onde del mare, e immaginate di viaggiare esattamente sulla cresta di un’onda, come un fuscello, o un abile surfista che vi si mantenga in perfetto equilibrio. Cosa ci sarebbe di strano? Vedreste, rispetto a voi, l’onda ferma e così pure tutte le altre onde, ammettendo di trovarvi in presenza di un ideale mare perfettamente “regolare”. E allora? Cosa ci sarebbe di strano? Naturalmente nel caso della luce (che è sì un’onda, o così si pensava allora, ma elettromagnetica) stareste su una “cresta” del campo elettrico, o di quello magnetico, che entrambi oscillano, oggetti molto più astratti delle profumate e assai concrete onde marine, ma mica ci faremo fermare dall’astrattezza, no?

Einstein invece era completamente stregato dalla luce (guardate che io dico sempre luce, mentre dovrei dire onda elettromagnetica, per essere davvero generale) e decise di porre la luce a fondamento di tutta la sua teoria; e del resto la luce era il segnale per eccellenza, non c’erano in giro particelle, tutto quello zoo che abbiamo adesso: di modi per trasmettere qualcosa a distanza c’era il suono e la luce. Si capisce subito che non si può fare affidamento, fondare una teoria, sul suono, che ha bisogno dell’aria per propagarsi, e che invece la luce offre un servizio assai migliore, perché se anche, come si pensava fino al 1905, essa si propaga in un mezzo, l’etere, questo mezzo è così sottile da essere presente ovunque nell’universo, così da consentire propagazione ovunque (ricordate questo? e successivi…). E così, Einstein arrivò a porre la luce come un primum, che non necessita di una spiegazione meccanica, cioè non occorre più sforzarsi di dire che cosa è, leggete qua:

«Quanto più la teoria elettromagnetica si è sviluppata tanto più s’è spostato sullo sfondo il problema della possibilità di ricondurre i problemi elettromagnetici a problemi meccanici; ci si è così abituati a trattare i concetti di campi elettrico e magnetico, densità spaziale di carica elettrica, ecc., come concetti elementari, che non necessitano di alcuna interpretazione meccanica.» (Einstein 1909).

A voi sembra un’argomentazione scientifica «ci si è così abituati…»? Mah, ormai poteva dire quello che voleva, naturalmente.
E allora, i neutrini? Messe in atto tutte le debite prese di distanza e adottate le opportune cautele, che del resto sono ben presenti anche ai fisici che hanno deciso di divulgare la notizia di un fatto cui stanno lavorando da molti mesi, si potrebbe azzardare questo commento: ai tempi di Einstein la cosa che andava più veloce di tutte era la luce e dunque tutto è stato fondato su quella; se adesso si scopre che i neutrini vanno più forte ancora, beh, fondiamo la nuova teoria della relatività sul neutrino, che male c’è? Naturalmente c’è parecchio lavoro teorico da fare, non è come cambiare un numeretto in una formula, ma non sembra infattibile, anzi probabilmente è promettente di molte novità interessanti. Per il momento tocca stare a vedere cosa fanno i fisici sulla cresta dell’onda ‒ stavolta l’onda della fama e del successo, che quindi godono dei faraonici stanziamenti del nostro ineffabile ministero ‒ e soprattutto se confermano le analisi dei dati oppure no. La storia andrà avanti ancora un pezzo.

Ho parlato giovedì scorso al Festival della Scienza di Genova, insieme al mio amico Gaspare, di questo tema. Abbiamo combinato una specie di dialogo tra noi. Nel pubblico c’era una folta rappresentanza di studenti liceali, di una scuola di Imperia, giovani con gli occhioni spalancati, pronti a trangugiare qualsiasi cosa venisse loro propinata da quei due prof cravattati, seduti dietro una cattedra della prestigiosa sala del minor consiglio del palazzo ducale. Non mi sono bene informato su cosa fosse esattamente quella sala, che ruolo ricoprisse ai tempi della gloriosa repubblica marinara, e cosa fosse questo “minor consiglio”, però è bella assai.

Tanti studenti, tanta responsabilità, visto che qualcosa rimarrà pure nelle loro teste, di quel che s’è detto. Tanti nomi abbiamo fatto, Galileo, Leopardi (Gaspare è un illustre leopardista), Einstein, Calvino i principali, e vari altri assortiti. Di Calvino soprattutto le Cosmicomiche, che talvolta hanno proprio dei punti alti, cui non resisto. All’inizio di ogni cosmicomica Calvino scrive sei o sette righe in corsivo per “inquadrare scientificamente” l’argomento intorno a cui gira il racconto. Sentite questa:

Gli anni-luce.
Quanto una galassia è più distante, tanto più velocemente s’allontana da noi. Una galassia che si trovasse a 10 miliardi d’anni-luce da noi avrebbe una velocità di fuga pari a quella della luce, 300 mila chilometri al secondo. Già le «quasi-stelle» (quasars) scoperte di recente sarebbero vicine a questa soglia
[e così comincia il racconto]
Una notte osservavo come al solito il cielo col mio telescopio. Notai che da una galassia lontana cento milioni d’anni-luce sporgeva un cartello. C’era scritto: TI HO VISTO. . . . . . .

Un cartello, capite, un cartello, dalla galassia lontana sporge un cartello: uno scatto di scrittura, uno scarto di piani, una trappola fantastica, dopo tanta dotta premessa sugli anni luce, la velocità delle galassie, i quasars, salta fuori l’affabulatore, un cartello.
Fate fare anche a me qualche fantasia, tanto per dare la misura dello scarto, non certo per aggiungere alcunché al racconto di Calvino.
Se volete vedere e leggere chiaramente un cartello distante 100 metri, il cartello dovrà almeno misurare – diciamo – un metro per un metro. E alla distanza di 100 milioni di anni luce? Ovviamente un milione di anni luce per un milione di anni luce. Facciamoci un’idea di quanto è un milione di anni luce, cioè, ben lo sapete, la distanza che la luce percorre in un milione di anni (solari, nostri). L’intera nostra Via Lattea, la galassia cui appartiene il nostro Sole, ha un diametro di circa centomila anni luce. Nel nostro cartello quadrato, di galassie come la nostra ce ne stanno quindi dieci per lato e dunque in totale dieci per dieci, cento galassie. Un bel cartello visibile, illuminato da miliardi di soli. Uno spettacolo straordinario nelle notti stellate del nostro insignificante e marginale pianeta, e sono queste cento galassie che disegnano l’inquietante scritta TI HO VISTO.

Così si muove Calvino, nei suoi pezzi più felici. È questa la natura dello scarto, un’uscita sghemba dall’ambito della teoria scientifica, che approda su un terreno che del fatto scientifico conserva tante belle caratteristiche, ma che si è improvvisamente spostato su un altro piano di realtà: l’attenzione viene ora rivolta al come si risponde al “Ti ho visto”, alle sue implicazioni e alla sottile dialettica che se ne sviluppa.

Finito il nostro dialogo comincia qualche domanda, gli studenti in maggioranza sciamano via, hanno fatto il loro dovere per il quale erano stati cammellati – o dovrei dire felicemente trasportati per una gita al famoso festival nel famoso capoluogo – dalla lontana Imperia, rimane qualcuno di evidentemente interessato, e qualche adulto. Uno chiede qualcosa sulle sorti future della letteratura, io e Gaspare ci guardiamo con un vacuo sorriso, implicante che non siamo certo i più indicati a rispondere, un filosofo leopardista e un fisico cui piace tanto leggere. E allora parliamo della crescente difficoltà del dialogo tra letteratura e scienza, come fa la letteratura dei nostri giorni a interagire con la scienza dei nostri giorni. Difficile far entrare la meccanica quantistica in un romanzo, che non sia di fantascienza, beninteso. Concludiamo con una citazione da uno scritto autobiografico di Einstein, che così si va sul sicuro.

Perdonami Newton; tu trovasti proprio l’unica via che alla tua epoca era possibile per un uomo dotato della più alta forma di pensiero e di creatività. I concetti che tu creasti guidano ancor oggi il nostro pensare nella fisica, anche se oggi sappiamo che, se vogliamo tendere ad una comprensione più profonda delle interconnessioni, essi devono essere sostituiti da altri ben più lontani dalla sfera dell’esperienza immediata.

Così inizia la modernità nella scienza, i concetti creati dalla fisica classica devono essere sostituiti da altri ben più lontani dalla sfera dell’esperienza immediata. È tutto qui l’inizio degli sconvolgimenti che percorrono la fisica nei primi trent’anni del Novecento. La circostanza singolare è poi che lo stesso Einstein, che da giovane, e con l’apporto essenziale di Mileva Marić, era stato disponibile ad attuare pienamente il programma contenuto in questa citazione, quando si trattò di una rivoluzione forse ancora più profonda, quella che condusse alla meccanica quantistica, recalcitrò ostinatamente e mai si lasciò sedurre dalle nuove tentazioni provenienti da Copenhagen e da Göttingen.

Sorprendentemente, allo stesso tema della perdita di intuitività nella fisica contemporanea, accenna Jung, che già citavo qui:

Dopo un lungo vagabondare, il sognatore trova sulla strada un fiore azzurro.
Il vagabondare è un vagare per strade senza meta, e per questa ragione è anche una ricerca e una trasformazione: ed ecco che lungo la strada, involontariamente, il sognatore s’imbatte in un fiore azzurro, accidentale figlio della natura, ricordo amabile di un’epoca lirica e romantica, nato in una stagione in cui la visione scientifica del mondo non si era ancora dolorosamente scissa dal mondo dell’esperienza reale, o meglio, quando questa scissione era appena agli inizi e lo sguardo era rivolto all’indietro, a quello che già si presentava come passato.

Dubito che Maupassant avesse letto il leopardiano Zibaldone, inesauribile miniera di riflessioni, proposte, congetture e racconti, che purtroppo non viene mai letto, neppure in parte, nelle nostre scuole. Scrive Leopardi il 22 dicembre 1820: «Ella è cosa certa e incontrastabile. La verità, che una cosa sia buona, che un’altra sia cattiva, vale a dire il bene e il male, si credono naturalmente assoluti, e non sono altro che relativi. Quest’è una fonte immensa di errori e volgari e filosofici. Quest’è un’osservazione vastissima che distrugge infiniti sistemi filosofici ec.; e appiana e toglie infinite contraddizioni e difficoltà nella gran considerazione delle cose, massimamente generale, e appartenente ai loro rapporti. Non v’è quasi altra verità assoluta se non che Tutto è relativo. Questa dev’esser la base di tutta la metafisica.»

E così, fin dall’Ottocento, quella frase Tutto è relativo è sinonimo di mancanza di un fondamento sicuro per qualsiasi affermazione. È il capogiro dell’incertezza del contesto, l’abisso della mancanza di un appoggio qualsiasi chiaro e distinto, non solo per i sensi del corpo ma anche per quelli della mente, che si perde e non galleggia più in alcun luogo. Ricordate la vertigine di Zenone, ormai prigioniero, nell’Opera al nero, di Marguerite Yourcenar: «La camera sbandava; le cinghie della branda cigolavano come fossero ormeggi; il letto scivolava da occidente ad oriente, inversamente al moto apparente del cielo. La sicurezza di riposare stabilmente su un angolo del suolo belga era un ultimo errore; il punto dello spazio ove si trovava avrebbe contenuto il mare e le onde appena un’ora dopo, e un po’ più tardi le Americhe e l’Asia. Quelle regioni dove non sarebbe andato si sovrapponevano nell’abisso all’ospizio di San Cosma. E lo stesso Zenone si disperdeva come cenere al vento.»

Max Planck, poco dopo l’uscita nel 1905 del fondante articolo di Albert Einstein (io dirò così, ma non dimenticate il contributo di Mileva), articolo che portava come titolo “Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento” e nel quale la parola relatività neppure era menzionata, chiamò la proposta di Einstein Relativitätstheorie, teoria della relatività. Questa teoria venne nel sentir comune pensata, da allora in poi, come la teoria del tutto è relativo.

Un fraintendimento epocale.

Permettetemi di cominciare a spiegare questo punto dicendo chiaramente che cosa si intende con le parole “sistema di riferimento”. È molto semplice: ogni osservatore che intende studiare il mondo che lo circonda, siccome da molto secoli ormai le esigenze quantitative hanno prevalso largamente su quelle qualitative (che ad Aristotele bastavano), deve avere a sua disposizione strumenti per misurare le distanze e un affidabile orologio per misurare il tempo. Spesso si dice che un sistema di riferimento è una terna cartesiana ortogonale fissata su un’origine O, ma in realtà quello che davvero occorre è quello detto sopra e cioè un affidabile strumento per misurare le distanze. Questo è il sistema di riferimento di quell’osservatore.

La ricerca di Einstein parte da due richieste entrambe di tensione verso l’assoluto: la prima è una richiesta che già prima di lui era presente nella meccanica e cioè che le leggi della fisica avessero la stessa forma – si scrivessero nello stesso modo – in tutti i sistemi di riferimento. Io descrivo la caduta dei gravi qui nel mio riferimento e uso le mie coordinate e tu che sei ad Atene, oppure stai andandovi su un treno che viaggia su rotaie diritte con velocità costante scrivi anche tu la legge della caduta dei gravi, usando le tue coordinate per descrivere gli esperimenti che fai nel tuo sistema di riferimento, ma le nostre due formulazioni hanno la stessa forma, questo è il punto importante. Si potrebbe rovesciare l’argomento e dire così: le leggi della fisica buone, cioè accettabili, sono quelle che tu ed io scriviamo nello stesso modo. Perché se vi sono regolarità che nel mio sistema di riferimento io scrivo in un modo e tu nel tuo in un altro, essenzialmente diverso dal mio, significa che quella regolarità è una cosa che dipende dall’osservatore e dunque non ha quelle caratteristiche di intersoggettività e comunicabilità che qualsiasi legge scientifica deve obbligatoriamente avere. In altre parole, se quella regolarità è relativa all’osservatore, allora non ce ne importa niente, non ha la dignità di legge della fisica.
Dunque già da qui vedete che ciò che è davvero relativo non conta, conta invece solo ciò che è uguale per tutti gli osservatori.
Il secondo principio da cui parte Einstein l’abbiamo già visto ed è quello che afferma che la velocità della luce è la stessa in tutti i sistemi di riferimento. Dunque un altro assoluto.
E allora perché chiamarla teoria della relatività. Forse Planck, che certamente non era uno sprovveduto, intendeva dire quella teoria che studia quali sono gli aspetti relativi all’osservatore, per poter così tener conto solo degli altri.

Dunque è così; la relatività einsteiniana è una ricerca di assoluto.

Al fine di scansare obiezioni da parte degli intenditori, mi corre l’obbligo di precisare una cosa, su cui sono stato generico. Quando ho detto “tutti i sistemi di riferimento” ho esagerato. Con la teoria del 1905, che fu poi chiamata teoria della relatività speciale, o ristretta, si richiede che le leggi della fisica siano le stesse non in tutti i sistemi di riferimento pensabili, ma soltanto in quelli detti inerziali, che sono quelli nei quali valgono le leggi della meccanica standard, quella di cui avrete almeno sentito parlare a scuola, quella dell’effe uguale a emme per a, forza uguale massa per accelerazione (questa è tra l’altro la ragione per cui ho menzionato il treno che va a velocità costante su rotaie diritte).

Ma tanta era la sete di assoluto di Einstein che, subito dopo il 1905, egli, già insoddisfatto di quella limitazione ai sistemi di riferimento inerziali, si mise a cercare una teoria che mettesse le leggi della fisica in una forma tale da essere valide davvero in tutti i sistemi di riferimento possibili, tutti, capite, anche una giostra fissata su un razzo che accelera verso il Sole, per dire, ecc. E questo lo portò a formulare, dopo varie vicende e utilizzando una matematica più complicata di quella assai elementare usata nel 1905, una teoria, che stavolta egli stesso chiamò teoria della relatività generale, che aveva finalmente questa caratteristica di estrema assolutezza. Le sue leggi hanno la stessa forma in qualsiasi, ma proprio qualsiasi, sistema di riferimento. Il tipo di matematica usata per questa formulazione si chiamava calcolo differenziale assoluto!

Senza dunque entrare nel merito tecnico della teoria, questo punto di fondo deve esservi chiaro. Tutta la ricerca di Einstein è stata volta a eliminare dissimmetrie all’interno delle leggi della fisica (con questa esigenza forte inizia il testo dell’articolo del 1905) e a trovare per queste la forma più generale possibile, completamente indipendente dunque dall’osservatore.

Tanto per dire: nulla c’entra col relativismo culturale, col relativismo etico e con tutti gli argomenti di questo tipo di cui in questi anni si discute da varie parti.

Si chiama ancora Banato una regione al centro dei Balcani che comprende oggi una parte della Vojvodina – regione della Serbia – una parte della Romania, comprendente la città di Timişoara (ungher. Temesvár, considerata la capi- tale del Banato), e una piccola porzione dell’Ungheria meri- dionale. È stato per secoli luogo di incontro – e talvolta di scontro – di almeno una decina di diversi popoli e di migrazioni e meticciato. Era parte, alla fine del XIX secolo, del vasto impero Austro-ungarico e in quanto tale caratterizzato da una efficiente burocrazia e da una certa cura nell’istruzione pubblica. Titel è quella cittadina della parte sudorientale della Vojvodina dove nacque nel 1875 Mileva Marić, figlia dell’agricoltore benestante Miloš Marić: era la primogenita e la preferita dal padre che fu attento alle sue qualità e alle sue esigenze durante tutta la sua esistenza. Mileva era leggermente zoppa e considerata bruttina, ma aveva capacità intellettuali senza alcun dubbio eccezionali. Talmente si distinse nelle scuole elementari e medie inferiori che il padre la mandò al Reale Liceo serbo di Šabac, in Serbia e fuori dai confini dell’impero Austro-ungarico che a quel tempo non ammetteva le donne agli studi superiori.

Dotata di una volontà ferrea, Mileva decise poi, sempre appoggiata dal padre, di proseguire gli studi a livello universitario: dovette a questo scopo andare in Svizzera, a Zurigo, a quel tempo unico luogo in Europa dove le donne erano ammesse a questo livello di studi. Conseguita definitivamente la maturità, nella primavera del 1896, alla Scuola Federale di medicina di Berna, e dopo qualche incertezza, nell’autunno dello stesso anno superò l’esame di ammissione al Polytechnikum e fu ammessa alla sezione VI A, matematica e fisica; nel suo anno di corso era l’unica donna. Tra gli altri iscritti al medesimo corso, sempre nell’autunno 1896, vi erano Albert Einstein (di quattro anni più giovane di lei) e Marcel Grossman.

La passione di Mileva e Albert fu anzitutto una passione intellettuale, ognuno dei due ammirava profondamente l’altro per le sue doti, per le sue capacità e per la facilità nell’apprendere ed elaborare nuovi argomenti; quando questa passione assunse connotati diversi, e quando Albert ebbe un posto stabile all’Ufficio Brevetti di Berna, i due si sposarono, civilmente, a Berna, il 6 gennaio 1903. Nel maggio 1904 nacque Hans Albert, il loro primogenito.

Testimonianze dirette della stima che Einstein aveva per Mileva sono le lettere, di recente ritrovate, nelle quali egli spende parole non equivoche rivolgendosi a lei (“tu sei l’unica al mio livello”, “solo con te non mi sento solo”, ecc.).

Sono gli anni della gesta- zione di una teoria, che verrà in seguito infelice- mente denominata da Planck teoria della relatività (in seguito Relatività speciale, per distinguerla da quella proposta sempre da Einstein nel 1916 che sarà detta relatività generale), destinata a cambiare una fase nell’evoluzione della fisica. Non vi è a oggi dubbio alcuno che Mileva Marić abbia letteralmente collaborato con il marito, al suo livello, per dare forma alla teoria, curandone soprattutto gli aspetti matematici, così come al resto della cospicua produzione scientifica, normalmente attribuita al solo Einstein, nel celebre annus mirabilis, il 1905. Va forse ricordato che nella motivazione del Nobel assegnato ad Einstein nel 1921, non si faceva cenno alla relatività, ma alla sua teoria, sempre pubblicata nel 1905, dell’effetto fotoelettrico.

Questa teoria propone una soluzione radicale e in apparenza delirante ai problemi che abbiamo visto nella barca in cielo. La radice della soluzione è questa: che la luce è un fenomeno assolutamente fondamentale nell’universo, che essa riveste un ruolo affatto speciale e che quindi gode di proprietà uniche. Gode tra l’altro anche della seguente strabiliante proprietà: se un osservatore Tizio misura la velocità della luce e trova un certo valore c, un altro osservatore Caio, che si muove rispetto a Tizio con una certa velocità V, misura come velocità della stessa luce lo stesso valore c. Sarebbe come dire che se la velocità di un treno viene misurata rispetto alla banchina e rispetto ad un altro treno che corre sulle rotaie parallele a 100 Km/h, i due risultati sono uguali.

Un vero scandalo, qualsiasi fisico, ma anche una qualsiasi persona di buon senso, allevato nelle idee, che sono quelle intuitive, della fisica classica, si ribella a una tale assunzione e la ritiene indifendibile.
Eppure questa fu l’idea chiave.
Siccome questa idea cozza aspramente contro tutto quel che la fisica classica riteneva come acquisito, è evidente che se si vuol mantenere una teoria complessivamente coerente, si dovrà pagare il prezzo di cambiare qualcosa di piuttosto profondo nella concezione classica. Ma ai creatori della teoria non importava, l’idea di mantenere alla luce il suo ruolo e significato fondamentale era più forte e li spinse a cercare delle modifiche della teoria classica che permettessero di alloggiare in una nuova teoria coerente al suo interno quell’assunzione così strana.

Era necessario modificare la teoria classica in alcuni dei suoi aspetti fondamentali, e per far questo si attaccò l’idea di simultaneità: fino a quell’istante nessuno aveva mai messo in discussione il concetto di eventi simultanei, in quanto aventi luogo nello stesso istante. Ma il punto fu proprio questo, cosa vuol dire allo stesso istante? Se si tratta di due eventi che vedo qui nei miei dintorni, non c’è problema nell’idea di vederli accadere nello stesso istante, ma se si tratta di due eventi lontani tra loro nello spazio, visto che io per avere notizia di eventi lontani ho bisogno della luce, bisogna tener conto del fatto che essa si propaga con una velocità molto alta, ma finita (non infinita, come ancora pensava Cartesio). Di nuovo vedete che il ruolo della luce è assolutamente basilare in tutta la costruzione: l’unico mezzo che considero per conoscere eventi lontani da me è quello di ricevere da essi segnali luminosi, non altri tipi di segnali; e questo naturalmente perché non conosciamo altri tipi di segnali che si propaghino nel vuoto.
Nel vuoto?
Ma non c’era l’etere?
Eh già, ma adesso l’esistenza dell’etere non sembra più compatibile con la nuova teoria: se infatti la luce fosse un’onda nell’etere, essa avrebbe velocità fissa rispetto all’etere, e se io mi sposto rispetto all’etere dovrei rilevare una velocità diversa, e invece non è così. Dunque l’etere viene dichiarato nell’articolo del 1905, firmato dal solo Einstein, come überflüssig, superfluo, gentile eufemismo per dire che non ci può proprio più stare.
Dunque la barca ha perso il suo cielo, l’etere era detto dai fisici medievali di Parigi (XIV secolo) la sostanza del cielo.

Ma allora la luce, se non è più un’onda d’etere, che cosa è? Sentite questa straordinaria risposta che fornì Einstein stesso in un articolo del 1909, scritto per giustificare questa strana situazione nella quale l’etere è stato ufficialmente abolito, ma la luce c’è ancora:

« Oggi però dobbiamo guardare all’ipotesi dell’etere come ad un punto di vista superato [überwundenen], [ … ] Il maggior progresso che l’ottica teorica ha compiuto dall’introduzione della teoria ondulatoria consiste certo nella geniale scoperta da parte di Maxwell della possibilità di concepire la luce come un processo elettromagnetico. Questa teoria prende in considerazione, in luogo delle grandezze meccaniche, quali la deformazione e la velocità delle parti dell’etere, gli stati elettromagnetici dell’etere e della materia, e riduce in questo modo i problemi ottici a problemi elettromagnetici. Quanto più la teoria elettromagnetica si è sviluppata tanto più s’è spostato sullo sfondo il problema della possibilità di ricondurre i problemi elettromagnetici a problemi meccanici; ci si è così abituati a trattare i concetti di campi elettrico e magnetico, densità spaziale di carica elettrica, ecc., come concetti elementari, che non necessitano di alcuna interpretazione meccanica. » Vedete come cambiano le cose nella fisica: le domande cambiano. Le vecchie domande “si portano sullo sfondo”, non interessa più il problema di che cosa sia la luce, essa diventa un primum..

Per quanto riguarda gli sconvolgimenti prodotto da questo nuovo modo di affrontare i problemi di base della meccanica, qualcosa vi dirò, sempre cercando di lasciar stare le formule, anche perché non saprei come metterle in wordpress, nella prossima puntata, nella quale verrà anche spiegato quell’avverbio infelicemente usato più sopra riferito a Planck.
Una barca in cielo si trova qui.