DOMANDA: Prof. Holton, perchè la teoria di Einstein venne chiamata teoria della relatività? Era proprio questa la denominazione che si proponeva Einstein?

Mentre, nel riordinare gli archivi dell'Istituto di Princeton, stavo passando in rassegna una gran mole di documenti, quasi tutti inediti, m'imbattei in una lettera di risposta da lui scritta, negli ultimi anni della sua vita, a qualcuno che, in una precedente missiva, gli aveva rivolto la seguente domanda: "Perché l'avete chiamata teoria della relatività?" "Ebbene - egli rispose - io non l'avevo chiamata così; fu Max Planck, l'unico ad aver davvero capito la relatività fin da subito, a darle quel nome l'anno seguente".

Il suo corrispondente diceva: "La si sarebbe dovuta chiamare "teoria dell'invarianza" (Invariantentheorie)". "Sì - rispondeva Einstein - proprio così, perché il mio vero e unico scopo era di trovare qualcosa in natura che fosse invariante dal punto di vista dell'osservatore; ma è troppo tardi ormai - aggiunge - e non c'è più niente che si possa cambiare, sicché vi tocca vivere colla teoria della relatività speciale".

DOMANDA: Prof. Holton, perchè dopo la formulazione della teoria "speciale o ristretta" della relatività, Einstein passò alla formulazione di quella "generale"?

Egli davvero non pensò mai di aver realizzato grandi cose. Quelli come lui, o come Newton, Fermi o altri, valutano sempre se stessi dall'alto in basso, e sono costretti a fare un bel tratto di strada prima di considerare soddisfatte le loro aspettative. Siamo noi, piccola gente, venuta a misurarci dal basso verso l'alto ed a sentirci soddisfatti, talvolta troppo presto. Einstein aveva invece l'impressione che la teroia della relatività speciale fosse solo una tappa intermedia, nel migliore dei casi perché, dal suo punto di vista, in tutto quello che aveva fatto c'era un limite, qualcosa di terribilmente incompiuto. La sua teoria non era abbastanza generale, essa si applicava soltanto ai laboratori o agli oggetti che si muovevano in un sistema inerziale, nello stesso sistema inerziale in cui valevano le leggi di Newton, ma non, per esempio, in un sistema accelerato. Gli risultava dunque insopportabile - come ebbe a dire in seguito - che dovesse esserci una fisica per certi tipi di oggetti, cioè per quelli che stanno nei sistemi inerziali, e un'altra fisica per i sistemi accelerati. E altrettanto insopportabile gli risultava che massa ed energia venissero mantenute separate, e così pure spazio e tempo, l'elettricità e il magnetismo da una parte, e la meccanica dall'altra, secondo diverse concezioni del mondo. Erano tutte cose insopportabili per lui. Così, in un manoscritto del 1907, da me trovato negli archivi Einstein, figura, nel bel mezzo di un articolo estremamente tecnico, una brevissima narrazione di come egli giunse alla relatività generale - lasciate dunque che io ve ne mostri una pagina, tanto per farvi vedere la sua calligrafia, e che ve ne esponga una frase chiave.

Egli dice: "Nel 1908, mentre cercavo di generalizzare la teoria della relatività speciale, mi venne in mente il pensiero più felice della mia vita nella seguente forma". Sentendo Einstein che vi racconta l'occasione più felice della sua vita, vi aspetterete certo qualcosa di sublime. E, in un certo senso, lo è: è un esperimento mentale, uno di quelli che gli riuscivano così bene, perché tutto nella sua mente aveva una veste grafica, ossia egli pensava mediante immagini visive.

Dice Einstein: "Pensate a una persona che cade dal tetto di casa sua - pensateci con tutta calma. Costui sta prendendo delle chiavi, degli oggetti dalla sua tasca, e sta cercando di gettarli via, di lasciarli cadere. Cosa accade? Essi si mettono a fluttuare attorno a lui, senza cadere distanti, benché cadano anch'essi. Così, mentre uno sta cadendo sperimentalmente, non potete trovare campi gravitazionali". Quindi egli afferma: forse i campi gravitazionali non vanno intesi come fece Newton, ossia nei termini di una qualche legge di gravitazione universale, bensì in base a una certa analogia coll'accelerazione - e, se le cose stanno così, il legame tra i vari sistemi, accelerati e non, potrebbe essere proprio questo.

Questo esperimento mentale fu dunque per lui il pensiero più felice della sua vita, perché gli fornì la chiave di quello che oggi chiamiamo principio di equivalenza: l'equivalenza, intendo, tra gravità e accelerazione. Ne avrete sentito parlare, ne sono certo, sotto forma di problema dell'ascensore e simili.

Tratto dall'intervista "Einstein e la fisica del XX secolo" - U.S.A., Cambridge, Harvard University, lunedì 1 giugno 1992

Biografia di Gerard Holton

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