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Le figure di seicento grandi uomini
di ogni epoca santi, filosofi e re, sono scolpite sulle pareti di marmo
della chiesa di Riverside a New York; si ergono in rigida immobilità,
sorvegliando spazio e tempo con fermo sguardo immortale. Un pannello
inquadra i geni della scienza - quattordici - collegando attraverso i
secoli Ippocrate, morto nel 370 a. C., ad Albert Einstein, morto nel
1955. È altrettanto interessante notare
come, fra le migliaia di persone che ogni settimana ammirano la più
spettacolosa chiesa protestante di Manhattan, probabilmente il 99 per
cento sarebbe incapace di spiegare perché l'immagine di Einstein figuri in
quel luogo. Vi si trova scolpita perché nella generazione passata, quando
si discuteva il progetto della chiesa, Harry Emerson Fosdick scrisse ad un
gruppo di eminenti scienziati americani domandando che gli fornissero un
elenco di quattordici grandissimi uomini nella storia della scienza. I1
suffragio non fu unanime; la maggior parte degli elenchi segnalava
Archimede, Euclide, Galileo, Newton. Ma tutti portavano scritto il nome di
Albert Einstein. I1 lungo intervallo durato piu di quaranta anni - da
quando fu pubblicata la teoria della relatività ristretta nel 1905 - fra
la celebrità raggiunta da Einstein e la comprensione di essa da parte del
pubblico, misura la lacuna nella cultura delle genti. Al giorno d'oggi la
maggior parte di coloro che leggono i giornali sanno in modo molto vago
che Einstein ha qualche relazione con la bomba atomica; al di là di
questo, il suo nome è sinonimo di alcunché di astruso. Non c'è da
meravigliarsi quindi se molti ancora immaginano Einstein come una specie
di matematico surrealista, piuttosto che come lo scopritore di leggi
cosmiche di grandissima importanza nella faticosa lotta dell'uomo per
arrivare a comprendere la realtà fisica. Essi non sanno che la relatività,
ben al di sopra del suo significato scientifico, comprende un grande
sistema filosofico il quale continua ed illumina il pensiero dei grandi
epistemologisti: Locke, Berkeley e Hume. Conseguentemente essi hanno una
ben scarsa conoscenza del vasto, arcano e cosi misteriosamente armonioso
universo in cui vivono. Albert Einstein, negli ultimi anni
lavorò indefessamente intorno ad un problema che lo tormentava da molto
tempo.
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È questa la «teoria del campo unificato» che espone, con una serie di equazioni fra loro collegate, le leggi fisiche governanti le due forze fondamentali dell'universo: gravitazione ed elettromagnetismo. I1 significato di questa teoria può essere apprezzato solo quando si pensi che virtualmente tutti i fenomeni della natura sono conseguenza di queste due forze primordiali. Fino a cento anni fa elettricità e magnetismo - se pure studiati dal tempo dell'antica Grecia - erano considerati come due fenomeni distinti. Ma gli esperimenti di Oersted e Faraday, nel XIX secolo, dimostrarono che una corrente elettrica è sempre accompagnata da un campo magnetico e, reciprocamente, che in certe condizioni forze magnetiche hanno la possibilità di indurre correnti elettriche. Questi esperimenti portarono alla scoperta del campo elettromagnetico, attraverso il quale le onde luminose, le onde-radio, e tutte le altre perturbazioni elettromagnetiche sono propagate nello spazio. Perciò elettricità e magnetismo debbono essere considerati come una sola £orza. Eccezione fatta per la gravitazione, quasi tutte le altre forze presenti nell'universo, forze di attrito, forze chimiche per mezzo delle quali gli atomi possono unirsi in molecole, forze coesive che legano particelle di materia di maggiori dimensioni, forze elastiche che permettono ai corpi di mantenere la loro forma, sono di origine elettromagnetica; esse infatti implicano l'esistenza della materia, la quale è composta di atomi che a loro volta sono composti di particelle elettriche; perciò le affinità fra i fenomeni gravitazionali ed elettromagnetici sono molto notevoli. I pianeti si muovono nel campo gravitazionale del sole; gli elettroni girano vorticosamente nel campo elettromagnetico del nucleo atomico. Oltre a ciò la terra è un grande magnete: un fatto ben noto a tutti coloro che usano la bussola; anche il sole e le stelle possiedono un campo magnetico. Tutti i tentativi compiuti per identicare l'attrazione gravitazionale come un effetto elettromagnetico, sono falliti. Einstein stesso pensò di esservi riuscito nel 1929 e pubblicò allora una teoria del campo unificato, che in seguito da lui stesso fu trovata inadeguata allo scopo. La sua nuova teoria, completata alla fine del 1949, è molto piu ambiziosa; infatti essa promulga una serie di leggi universali destinate a comprendere non solo gli sconfinati campi gravitazionali ed elettromagnetici degli spazi in terstellari, ma anche il minuscolo e potente campo nell'interno dell'atomo. È difficile dire se il grande obiettivo della teoria del campo unificato sarà del tutto raggiunto; solo anni di lavoro matematico e sperimentale potranno dirlo. Ma quando il vasto quadro cosmico sarà interamente rivelato, l'abisso fra macrocosmo e microcosmo, cioè fra il grandissimo ed il piccolissimo, sarà colmato, e l'intera costruzione dell'universo si ridurrà ad una struttura omogenea nella quale materia ed energia si confondono, e tutte le forme di moto, dalla lenta rotazione delle galassie alle disordinate fughe di elettroni, diventano semplici trasformazioni della struttura e con centrazione del campo primordiale. Poiché lo scopo della scienza è di descrivere e spiegare il mondo in cui viviamo, Einstein nel definire la molteplicità della natura entro i termini di una singola armoniosa teoria, avrebbe raggiunto la sua meta piu elevata. I1 significato della parola « spiegare », però, subisce una restrizione per ogni passo dell'uomo alla ricerca della verità. Invero la scienza non può ancora « spiegare » che cosa siano l'elettricità, il magnetismo e la gravità; i loro effetti possono esser misurati e predetti, ma, per quanto riguarda la loro natura fondamentale, lo scienziato moderno nulla sa piu di quanto era noto a Talete di Mileto, il quale per primo speculò sulle proprietà elettriche dell'ambra, circa nel 585 a. C. Molti fisici contemporanei escludono che l'uomo possa arrivare un giorno a scoprire la vera essenza di queste forze misteriose. « L'elettricità » dice Bertrand Russell, « non è una cosa come la cattedrale di S. Paolo; è il modo in cui si comportano i corpi. Quando noi abbiamo detto come i corpi si comportano quando sono elettrificati, e per quali circostanze essi sono elettrificati, non ci resta altro da dire ». Fino a poco tempo fa gli scienziati avrebbero riso di una simile tesi. Aristotele, la cui scienza naturale ha dominato il pensiero dell'Occidente per duemila anni, era convinto che l'uomo potesse giungere a comprendere una realtà finale, ragionando sui « principi di per se stessi evidenti ». Per esempio: è un principio evidente che tutto l'universo ha il suo posto ben definito, da ciò si deduce che gli oggetti cadono al suolo perché ad esso appartengono; il fumo sale verso l'alto perché là è la sua sede. La scienza di Aristotele aveva lo scopo di spiegare « perché » avvengono i fatti. La scienza moderna è nata quando Galileo cercò di investigare « come » avvengono, dando cosi origine al « metodo sperimentale », il quale oggi costituisce la base della ricerca scientifica. Dalle scoperte di Galileo e da quelle di Newton, si è sviluppato nella generazione seguente un universo meccanico costituito da forze, pressioni, tensioni, oscillazioni ed onde. Sembrò che non esistesse alcun procedimento naturale il quale non potesse essere descritto in termini di comuni esperienze, illustrate da un modello concreto o addirittura predetto dalle straordinariamente precise leggi della meccanica enunciate da Newton. Ma prima della fine del secolo passato si presentarono con evidenza alcune deviazioni da queste leggi; e benché tali deviazioni fossero molto piccole, tuttavia esse erano di natura tanto fondamentale, che l'intero edificio dell'universo meccanico newtoniano cominciò a tentennare. La sicurezza che la scienza possa spiegare « come » avvengono i fatti, cominciò a vacillare circa venti anni or sono. Al momento presente ci dobbiamo domandare se lo scienziato sia in qualche modo in vero contatto con la « realtà » e possa sperare che ciò avvenga in futuro. CAPITOLO II I fattori che primi condussero i
fisici a non aver fiducia in un universo meccamico funzionante tranquillo
e senza scosse, apparvero negli interni ed esterni orizzonti della
conoscenza, nell'invisibile regno dell'atomo e nelle profondità degli
spazi intergalattici. Per descrivere questi fenomeni quantitativamente,
due grandi sistemi teorici furono sviluppati fra il 1900 e il 1327: la
teoria dei « quanti », che tratta delle unità fondamentali della materia e
delI'energia, e la teoria della « relatività », che tratta come un tutto
lo spazio, il tempo e la struttura dell'universo.
« Io sono capace di
provare » scriveva il grande matematico tedesco Leibniz « che non solo la
luce, il colore, e cose simili, ma anche il moto, la forma, e lo spazio
non sono altro che qualità apparenti ». Come il nostro senso visivo, per
esempio, ci dice che una palla da golf è bianca, cosi la visione aiutata
dal nostro senso del tatto ci dice che essa è inoltre rotonda, liscia e
piccola, qualità che, indipendentemente dai nostri sensi, non hanno piu
realtà di quella da noi definita, per convenzione, come
bianca. |
