Albert Einstein e Leopold Infeld
L’Evoluzione della Fisica
Boringhieri, Torino 2000 (prima edizione 1965)
Pagine 310 – Euro 15,49
La fisica come romanzo giallo perfetto e lo scienziato come investigatore. Con questo incipit gli autori introducono la loro opera di rivisitazione concettuale del percorso della fisica dagli inizi fino alla fisica moderna (prima metà del Novecento).
Si tratta quindi del racconto di una vera e propria avventura, una caccia alla verità a partire da domande, indizi, tentativi più o meno fortunati di interpretazione.
Lo scopo del libro sarà raggiunto, secondo gli autori, «se queste pagine indurranno il lettore a meditare sull’eterna lotta impegnata dall’intelletto inventivo umano per giungere a una miglior comprensione delle leggi che governano i fenomeni fisici». 
Se teniamo presente che questo libro, scritto nel 1938, è ancora un punto di riferimento per una divulgazione che non banalizza i contenuti e costituisce anche per chi ha discrete conoscenze di fisica uno strumento importante per una riflessione sul procedere della scienza, possiamo dire che il loro scopo è stato ampiamente raggiunto. Anzi proprio la chiarezza e la semplicità espositiva rendono il testo accessibile, tranne forse nell’ultima parte, anche a studenti degli ultimi anni di liceo, per i quali può costituire una utile riflessione critica sugli argomenti appresi nel corso.
Il percorso storico esaminato dagli autori è suddiviso in quattro sezioni.
Nella prima, L’ascesa dell’interpretazione meccanicistica, partendo dalla critica alla fisica aristotelica, si ripercorrono le tappe che hanno portato a rendere le leggi newtoniane del moto, e successivamente il concetto di energia meccanica, un potente strumento interpretativo dei fenomeni fisici. Prima l’applicazione è ai fenomeni macroscopici, poi, attraverso la teoria cinetica dei gas, la meccanica si estende allo studio di fenomeni, il calore e la temperatura, prima considerati in qualche modo indipendenti. Di qui, ed è estremamente interessante questa precisazione, il passaggio a un tentativo di generalizzazione.
Nel capitolo intitolato Lo sfondo filosofico viene citata l’affermazione di Helmholtz, secondo cui tutto il problema della fisica consisterebbe nel «riferire i fenomeni naturali a forze immutabili, di attrazione e di repulsione, le cui intensità dipendono interamente dalla distanza. La risolubilità di questo problema è la condizione per la completa comprensione della natura».
Nella seconda sezione, Decadenza dell’interpretazione meccanicistica, si esaminano i fenomeni che mettono in crisi il programma meccanicista enunciato da Helmholtz. In primo luogo lo studio dei fenomeni elettrici porta a scoprire l’effetto magnetico della corrente (Oersted 1821), la cui interpretazione in termini di forza newtoniana non appare possibile. In secondo luogo la natura ondulatoria della luce implica, per salvare la concezione meccanicista, l’introduzione di un mezzo materiale, l’etere, che dovrebbe supportare le onde luminose. La natura di questo mezzo appare problematica, per le caratteristiche intrinseche che dovrebbe possedere, e ogni esperimento che ne dovrebbe provare l’esistenza ha un esito negativo.
Nella terza sezione Campo, relatività si introduce un nuovo quadro concettuale. Il concetto di campo, inizialmente concepito come pura rappresentazione matematica, diviene progressivamente un ente reale, di contenuto fisico, che è la chiave interpretativa dei fenomeni elettromagnetici. Ma proprio una delle conclusioni vincenti della teoria del campo, l’identificazione della luce con un’onda elettromagnetica, pone di nuovo il problema dell’etere.
Nella seconda parte di questa sezione si inizia dal problema dell’etere per proporre quella revisione dei concetti di spazio e tempo che dà luogo alla teoria della relatività ristretta. Con una grande abilità e chiarezza espositiva gli autori estendono il discorso a una introduzione alla relatività generale, esponendo il principio di equivalenza (attraverso il famoso esempio dell’ascensore). Infine si accenna alla natura non euclidea dello spazio fisico in presenza di gravitazione.
La quarta parte, Quanti, introduce alla fisica quantistica, soffermandosi soprattutto sull’effetto fotoelettrico, sul dualismo onda particella del fotone e della sua estensione di questa natura a tutte le particelle elementari. Viene poi discusso anche l’aspetto probabilistico delle funzioni d’onda quantistiche. In questo finale si nota una maggiore complessità di esposizione, sia perché nel momento storico vissuto dagli autori la meccanica quantistica era ancora in via di sistemazione concettuale, sia perché si percepisce fra le righe la diffidenza di Einstein per una teoria intrinsecamente probabilistica del comportamento di una singola particella.
Il testo si conclude con il capitolo Fisica e realtà, in cui Einstein enuncia la propria posizione sul valore conoscitivo della scienza, un vero e proprio manifesto del realismo scientifico, condensato nella famosa frase: «Senza la convinzione che con le nostre costruzioni teoriche è possibile raggiungere la realtà, senza convinzione nell’intima armonia del nostro mondo, non potrebbe esserci scienza».
Recensione di Lorenzo Mazzoni
(Docente di Matematica e Fisica – Redazione di Emmeciquadro)
© Pubblicato sul n° 20 di Emmeciquadro
