L’Inventore della bomba atomica

Albert Einstein

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Albert Einstein in una fotografia del 1947
Medaglia del Premio Nobel Premio Nobel per la fisica 1921
Firma di Einstein

Albert Einstein (pron. [ˈainstain][1]; Ulma, 14 marzo 1879Princeton, 18 aprile 1955) è stato un fisico e filosofo tedesco naturalizzatosvizzero e statunitense.

Oltre a essere uno dei più celebri fisici della storia della scienza, che mutò in maniera radicale il paradigma di interpretazione del mondo fisico, fu attivo in diversi altri ambiti, dalla filosofia alla politica. Per il suo apporto alla cultura in generale è considerato uno dei più importanti studiosi e pensatori del XX secolo.

Nel 1905, ricordato come annus mirabilis, pubblicò tre articoli a contenuto fortemente innovativo riguardanti tre aree differenti della fisica:

Nel 1921 ricevette il premio Nobel per la fisica «…per i contributi alla fisica teorica, in particolare per la scoperta della legge dell’effetto fotoelettrico»[2] e la sua fama dilagò in tutto il mondo soprattutto per la teoria della relatività, in grado, per l’assoluta originalità, di colpire l’immaginario collettivo. Fu per uno scienziato una fama insolita che durante gli ultimi anni di vita non fece che aumentare, al punto che il suo nome divenne ben presto sinonimo di grande intelligenza e genio.

Biografia[modifica | modifica wikitesto]

« Non ho particolari talenti, sono solo appassionatamente curioso. »
(da una lettera a Carl Seelig, 11 marzo 1952)

Gioventù e studi liceali[modifica | modifica wikitesto]

Memoriale a Ulma nel punto in cui si trovava la casa natale di Einstein

Albert Einstein nacque ad Ulma il 14 marzo del 1879 da una benestante famiglia ebraica, figlio di Hermann Einstein, proprietario di una piccola azienda che produceva macchinari elettrici, e di Pauline Koch. Frequentò una scuola elementare cattolica e, su insistenza della madre, gli furono impartite lezioni di violino. All’età di cinque anni il padre gli mostrò una bussola tascabile ed Einstein si rese conto che qualcosa nello spazio “vuoto” agiva sull’ago spostandolo in direzione del nord; descriverà in seguito quest’esperienza come una delle più rivelatrici della sua vita.

Einstein a 14 anni

Einstein studente
« Albert […] per quanto desse ai familiari segni di ingegno precoce, non si distinse a scuola. Giunto alle scuole medie, trovò disgustoso il sistema di insegnamento tedesco e entrò in conflitto coi professori che da parte loro lo maltrattavano. […] Rovesci di fortuna fecero emigrare la famiglia a Milano e Einstein, lasciato a Monaco a finire i suoi studi, si dette per malato e raggiunse i suoi in Italia. […] Poi cercò di essere ammesso al Politecnico di Zurigo, ma non avendo la regolare licenza media fu rifiutato e non riuscì nemmeno a superare gli esami di ammissione, per quanto eccellesse in matematica e fisica. Andò allora per un anno a fare studi di riparazione al Gymnasium di Aarau […] Finalmente, entrato al Politecnico di Zurigo, … »
(Emilio Segrè, Personaggi e scoperte nella fisica contemporanea, Edizioni scientifiche e tecniche (EST) Mondadori, 1997. ISSN 0303-2752)

La circostanza che il suo profitto in matematica fosse scarso è contestata (v. a lato Emilio Segrè). Infatti nell’agosto del 1886 Albert riferì alla madre l’ottimo profitto scolastico: «Ieri Albert ha ricevuto la pagella, è nuovamente il primo della classe»[3]. Einstein cominciò a studiare matematica insieme a Max Talmud,[4] un amico di famiglia che gli procurò testi scientifici come gli Elementi di Euclide e anche filosofici come la Critica della ragion pura di Kant[4]. All’età di dieci anni iniziò a frequentare il Luitpold Gymnasium, ma si rivelò ben presto insofferente al rigido ambiente scolastico, seppur riportando comunque buoni voti in matematica e in latino[5]. Inoltre suo zio Jakob lo metteva spesso alla prova con problemi matematici che risolveva brillantemente «…provando un profondo senso di felicità»[6].

A causa di diversi dissesti economici la famiglia Einstein dovette trasferirsi di frequente: dapprima a Monaco di Baviera, poi nel 1894 a Pavia, dove Albert scrisse il suo primo articolo scientifico, e due anni dopo a Berna in Svizzera. Quando la famiglia si trasferì a Milano Einstein, allora quindicenne, restò in Svizzera per proseguire gli studi, che presto abbandonò per ricongiungersi con la famiglia.

Il fallimento all’esame d’ingresso al Politecnico di Zurigo nel 1895, tentato nonostante non avesse l’età minima richiesta e non superato per insufficienza nelle materie letterarie, fu una dura battuta d’arresto. Pertanto per concludere gli studi superiori fu mandato dalla famiglia ad Aarau dove riuscì a conseguire il diploma nel 1896. Nell’ottobre dello stesso anno ritentò l’esame di ammissione al politecnico, superandolo. All’età di diciassette anni rinunciò definitivamente alla cittadinanza tedesca. Nel 1898 incontrò Mileva Marić, sua compagna di studi, di cui s’innamorò[7]. Mileva era l’unica donna ammessa a frequentare il politecnico federale svizzero.

Einstein concluse gli studi al politecnico nel luglio del 1900, superando gli esami finali del diploma con la votazione di 4,9/6 e classificandosi quarto su cinque promossi. Fra i candidati in matematica e fisica vi era anche Mileva Marić che conseguì il voto di 4/6 risultando bocciata. Egli fu l’unico dei diplomati a non ottenere un posto come assistente[8]. Nel 1900 gli venne garantito un diploma da insegnante dall’Eidgenössische Technische Hochschule e nel 1901 fu naturalizzato svizzero[9]. In quel periodo Einstein discuteva dei suoi interessi scientifici con un ristretto gruppo di amici, inclusa Mileva[10].

Nel gennaio 1902 Mileva ebbe una figlia, Lieserl, che morì presumibilmente di scarlattina. Quel parto illegittimo compromise gli studi della giovane che volontariamente decise di sacrificarsi per la famiglia e la carriera accademica di Albert. Nel 1903 Albert e Mileva si sposarono in municipio. In seguito Mileva avrebbe dato alla luce altri due figli: Hans Albert (1904), che sarebbe diventato ingegnere ed Eduard (1910) che, nonostante le sue capacità nella musica e negli studi, fu travolto dalla malattia mentale e trascorse gran parte della sua vita tra la casa materna di Zurigo e l’ospedale psichiatrico Burghölzli.

Dopo il diploma Einstein trovò lavoro presso l’ufficio brevetti di Berna. Insieme all’amico e collega di lavoro Michele Besso fondò un gruppo di discussione chiamato “Accademia Olimpia”, dove si discuteva di scienza e filosofia.

L’Annus Mirabilis 1905[modifica | modifica wikitesto]

Einstein nel 1921

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Annus Mirabilis Papers.

Il 1905 fu un anno di svolta nella vita di Einstein e nella storia della fisica. Nel giro di sette mesi, pubblicò sei lavori:

  1. un articolo, ultimato il 17 marzo, che spiegava l’effetto fotoelettrico in base alla composizione della radiazione elettromagnetica di quanti discreti di energia (poi denominati fotoni), secondo il concetto di quanto che era stato ipotizzato nel 1900 da Max Planck. Questo studio gli sarebbe valso il Premio Nobel per la fisica per il 1921, contribuendo allo sviluppo della meccanica quantistica;
  2. la tesi di dottorato sul tema “Nuova determinazione delle dimensioni molecolari”, pubblicata il 30 aprile. Sarebbe diventato lo scritto di Einstein più citato nella letteratura scientifica degli anni settanta;
  3. un articolo, datato 11 maggio, sul moto browniano, che costituiva uno sviluppo della sua tesi di dottorato;
  4. una prima memoria, in data 30 giugno, dal titolo Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento) che aveva come oggetto l’interazione fra corpi carichi in movimento e il campo elettromagnetico vista da diversi osservatori in stati di moto differenti. La teoria esposta nell’articolo, nota successivamente con il nome di Relatività ristretta (o speciale), risolveva i contrasti tra teoria meccanica e teoria elettromagnetica della luce, che avevano caratterizzato la fisica dell’Ottocento, con una revisione dei concetti di spazio e di tempo assoluti;
  5. un’altra memoria sulla relatività ristretta, datata 27 settembre, che conteneva la nota formula E=mc²;
  6. un altro articolo sul moto browniano, pubblicato il 19 dicembre.

L’insegnamento[modifica | modifica wikitesto]

Einstein ottenne il dottorato il 15 gennaio del 1906 ed insegnò a Berna dal 1908. Nel 1909 pubblicò Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung, sulla quantizzazione della luce. In questo e in un precedente scritto dello stesso anno dimostrò che l’energia dei quanti di Max Planck deve avere una quantità di moto ben definita. Questo scritto introdusse il concetto di fotone (anche se il termine “fotone” venne introdotto da Gilbert Lewis nel 1926) ed ispirò la nozione di dualismo onda-particella nella meccanica quantistica.

Frontespizio dell’opera sulla relatività del 1923 (Da BEIC, biblioteca digitale.)

Nel 1911 si trasferì a Praga e nel 1914 fu nominato direttore dell’Istituto di Fisica dell’Università di Berlino, dove rimase fino al 1933. Mileva rimase invece con i figli a Zurigo e nel 1919 i due divorziarono; nello stesso anno Einstein sposò in seconde nozze la cugina Elsa Einstein, a cui restò legato fino alla morte di lei, nel 1936. In quegli anni effettuò alcune ricerche sulla meccanica statistica e sulla teoria della radiazione.

Teoria della relatività generale[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Relatività generale.

L’eclissi del 1919 che fornì una prova a sostegno della teoria della relatività generale

Nel 1915 Einstein propose una teoria relativistica della gravitazione, denominata relatività generale, che descriveva le proprietà dello spaziotempo a quattro dimensioni: secondo tale teoria la gravità non è altro che la manifestazione della curvatura dello spaziotempo. Einstein dedusse le equazioni del moto da quelle della relatività speciale valide localmente nei sistemi inerziali; dedusse inoltre il modo in cui la materia curva lo spaziotempo imponendo l’equivalenza di ogni possibile sistema di riferimento (da cui il nome di “relatività generale”). In particolare, il potenziale gravitazionale newtoniano viene reinterpretato come l’approssimazione, per campo debole, della componente temporale del tensore metrico: da questo discende il fatto che il tempo scorre più lentamente in un campo gravitazionale più intenso. Alla pubblicazione, la teoria venne accolta con scetticismo da parte della comunità scientifica, perché derivata unicamente da ragionamenti matematici ed analisi razionali, e non da esperimenti e osservazioni[11].

Nel 1917 mostrò il legame tra la legge di Bohr e la formula di Planck dell’irraggiamento del corpo nero. Nello stesso anno introdusse la nozione di emissione stimolata, che sarebbe poi stata applicata alla concezione del laser.

Nel 1919 le predizioni della relatività generale furono confermate dalle misurazioni dell’astrofisico Arthur Eddington effettuate durante un’eclissi solare, che verificarono che la luce emanata da una stella era deviata dalla gravità del sole[11]. Le osservazioni ebbero luogo il 29 maggio del 1919 a Sobral, in Brasile, e nell’isola di Príncipe, nello Stato di São Tomé e Príncipe.[11].

« Max Planck non capiva nulla di fisica, perché durante l’eclissi del 1919 è rimasto in piedi tutta la notte per vedere se fosse stata confermata la curvatura della luce dovuta al campo gravitazionale. Se avesse capito la teoria, avrebbe fatto come me, e sarebbe andato a letto. »
(Archivio Einstein 14-459[11])

Da allora esperimenti sempre più precisi hanno confermato le predizioni della teoria, prevalentemente nell’ambito dell’astronomia (precessione del perielio di Mercurio e lenti gravitazionali).

Il Nobel, la maturità, gli ultimi anni[modifica | modifica wikitesto]

Einstein nel 1921

Nel 1921 ottenne il Premio Nobel per la Fisica per il suo lavoro del 1905 sulla spiegazione dell’effetto fotoelettrico (il premio fu effettivamente assegnato nel 1922). In quegli anni cominciò a dedicarsi alla ricerca di teorie di campo unificate, argomento che lo appassionò fino alla fine, assieme ai tentativi di spiegazioni alternative dei fenomeni quantistici; infatti la sua concezione del mondo fisico mal si conciliava con le interpretazioni probabilistiche della meccanica quantistica. Il più famoso tentativo in questo senso fu il paradosso EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) elaborato con Boris Podolsky e Nathan Rosen.

Nel 1927 Einstein venne invitato dal governo italiano a partecipare al Congresso internazionale dei Fisici, che si svolgeva quell’anno a Como in occasione del centenario dalla morte di Alessandro Volta. Egli fu il solo a declinare l’invito per la sua opposizione al regime di Mussolini[12].

La casa di Einstein a Princeton

Nel gennaio del 1933, quando Adolf Hitler salì al potere, Einstein si trovava momentaneamente all’università di Princeton come professore ospite. Il 7 aprile dello stesso anno venne promulgata la “Legge della Restaurazione del Servizio Civile”, a causa della quale tutti i professori universitari di origine ebraica furono licenziati. Nell’ottobre del 1933, con l’intensificarsi delle persecuzioni anti-semitiche, decise di trasferirsi negli Stati Uniti. Durante gli anni trenta, con i nazisti al potere, i premi Nobel Philipp von Lenard e Johannes Stark condussero una strenua campagna atta a screditare i suoi lavori, etichettandoli come “fisica ebraica”, in contrasto con la “fisica tedesca” o “ariana”. Nel 1944, a Rignano sull’Arno, la moglie e le figlie di suo cugino Robert furono uccise da un reparto delle SS, verosimilmente come rappresaglia nei suoi confronti[13]; la strage, a cui si aggiunse l’anno seguente la perdita del cugino, morto suicida, colpì molto Einstein[14], che aveva acquisito la cittadinanza statunitense nel 1940 e che non rientrò più in Europa, rimanendo negli USA fino alla morte.

Brevetto per Refrigeratore di Einstein-Szilard

Presso l’Institute for Advanced Study di Princeton proseguì le sue ricerche, studiando anche alcuni problemi cosmologici e le probabilità delle transizioni atomiche. Negli ultimi anni di vita tentò di unificare la gravità e l’elettromagnetismo, le due forze fondamentali allora conosciute, sebbene si può notare fosse già iniziato lo studio delle forza nucleare forte e della forza nucleare debole, quest’ultima ad opera di Enrico Fermi. Nel 1950 descrisse la sua teoria di unificazione, rivelatasi poi parzialmente errata, in un articolo sulla rivista Scientific American.

Vi è anche una parte della sua personalità collegata a un senso più pratico della scienza. Nel 1929 infatti lavorò insieme a Leo Szilard ad un prototipo di macchina frigorifera ad assorbimento diffusione, realizzando un brevetto innovativo di un refrigeratore funzionante solo con una miscela di acqua, ammoniaca e butano, senza parti in movimento e con consumi elettrici bassissimi. Il brevetto, registrato negli Stati Uniti nel 1930[15], non fu mai commercializzato perché fu soppiantato commercialmente dal brevetto Servel-Electrolux per gli attuali frigoriferi con ciclo ad assorbimento, oggi noti principalmente per motorcaravan e roulotte. Recentemente però sono stati fatti studi volti a un eventuale utilizzo pratico dell’idea alla base del brevetto Einstein-Szilard[16].

La morte[modifica | modifica wikitesto]

Il 17 aprile del 1955 fu colpito da una improvvisa emorragia causata dalla rottura di un aneurisma dell’aorta addominale, arteria che era stata già rinforzata precauzionalmente con un’operazione chirurgica nel 1948. Fu ricoverato all’ospedale di Princeton, dove morì nelle prime ore del mattino del giorno dopo (ore 1.15 del 18 aprile 1955) a 76 anni.

Aveva espresso verbalmente il desiderio di mettere il proprio corpo a disposizione della scienza e Thomas Stoltz Harvey, il patologo che effettuò l’autopsia, di propria iniziativa rimosse il cervello e lo conservò a casa propria immerso nella formalina in un barattolo sottovuoto per circa 30 anni. Il resto del corpo fu cremato e le ceneri furono disperse in un luogo segreto. Quando i parenti di Einstein furono messi al corrente, acconsentirono a che il cervello fosse sezionato in 240 parti da consegnare ad altrettanti ricercatori; la parte più grossa è custodita nell’ospedale di Princeton.

Pensiero[modifica | modifica wikitesto]

Einstein filosofo[modifica | modifica wikitesto]

Sebbene i contributi principali di Einstein siano relativi alla fisica, è indubbio che egli nutrisse un sincero interesse per la filosofia: nella sua vita studiò scritti di carattere filosofico fin dagli anni del liceo (da quando per la prima volta lesse un libro di Kant). Tuttavia egli non si considerò mai un filosofo nel senso stretto del termine: il suo, più che un sistema filosofico, venne definito da Reichenbach un «atteggiamento filosofico»[17].

Come pensatore e filosofo, era mosso da una profonda ammirazione per i sistemi di Spinoza e Schopenhauer. Del primo era particolarmente affascinato dalla concezione olistica, cioè dall’idea del cosmo come di un tutto ordinato secondo le leggi di un’entità panica impersonale, mentre del secondo condivideva la visione disincantata dell’umanità; inoltre, in tutta la produzione saggistica si può notare come lo stile einsteiniano, lineare e al contempo vibrante e ricco di passi altamente suggestivi, sia avvicinabile a quello di alcuni testi del filosofo tedesco (come dimostrano i caustici aforismi). Nell’ambito della filosofia della scienza, egli affermò l’importanza nei suoi studi dell’opera di David Hume e dell’epistemologia di Ernst Mach, da cui tuttavia si distaccò nella maturità. Smentì invece una sua presunta adesione al positivismo:

« Io non sono positivista. Il positivismo stabilisce che quanto non può essere osservato non esiste. Questa concezione è scientificamente insostenibile, perché è impossibile fare affermazioni valide su ciò che uno “può” o “non può” osservare. Uno dovrebbe dire: “Solo ciò che noi osserviamo esiste”: il che è ovviamente falso. »
(Brian, Einstein a life, 1996)

Einstein e Bohr

Einstein sostenne in più occasioni l’importanza dell’epistemologia nella scienza contemporanea (tanto che negli ultimi anni di vita affermò «La scienza senza epistemologia, se pure si può concepire, è primitiva e informe»[18]) ed egli stesso accompagnò il suo lavoro scientifico con una chiara posizione epistemologica, fino ad arrivare a parlare nella sua Autobiografia scientifica di un «credo epistemologico». In esso egli distingue la totalità delle esperienze sensibili (ovvero i dati offerti dalla natura) dall’insieme dei concetti e delle proposizioni di cui fa uso la scienza (cioè la costruzione teorica); il compito del pensiero logico riguarda solo la parte della costruzione teorica, che però a sua volta assume significato solo dalla connessione, puramente intuitiva e non di carattere logico, con le esperienze sensibili. In altre parole, per Einstein il sistema dei concetti e delle preposizioni di cui fa uso la scienza è una semplice creazione umana che però assume valore e contenuto solo nel momento in cui permette il più possibile di collegare e connettere tra loro i dati sperimentali con la maggiore “economia” (o semplicità) di termini e proposizioni stesse[19].

Alcuni autori hanno evidenziato la rilevanza del pensiero epistemologico di Einstein, come elemento che avrebbe favorito lo scienziato nel formulare un’immagine robusta e coerente della realtà fisica[20]. La sua fiducia nell’intelligibilità dell’universo lo portò ad una concezione rigorosamente deterministica, convincendolo che «Dio non gioca ai dadi»[21] in opposizione ai risultati intrinsecamente probabilistici della meccanica quantistica, cui diede comunque indirettamente importanti contributi[22].

Celebre inoltre è il carteggio che Einstein intrattenne con Sigmund Freud negli anni trenta, in cui si interroga sul Perché la guerra, in un periodo così disastroso per l’umanità compreso tra le due guerre mondiali, ottenendo come risposta dal fondatore della psicoanalisi la natura intrinsecamente aggressiva dell’animo umano[23]. Altrettanto celebre è la raccolta di saggi su varie tematiche Come io vedo il mondo.

Visione politica[modifica | modifica wikitesto]

Einstein era intransigente come scienziato, così come persona; nel 1913 rifiutò di firmare un manifesto a favore della guerra che gli veniva proposto da un buon numero di scienziati tedeschi.

L’autorevolezza di Einstein si fece sentire inoltre non solo nel campo della fisica, ma anche in ambito sociale, politico e culturale, in particolare sul tema della non violenza di Gandhi:

« Credo che le idee di Gandhi siano state, tra quelle di tutti gli uomini politici del nostro tempo, le più illuminate. Noi dovremmo sforzarci di agire secondo il suo insegnamento, rifiutando la violenza e lo scontro per promuovere la nostra causa, e non partecipando a ciò che la nostra coscienza ritiene ingiusto. »

Albert Einstein nel 1921

Einstein si considerò sempre un pacifista[24] e un umanista[25], e negli ultimi anni della sua vita, anche socialista, e da molti venne considerato comunista. Descrivendo il Mahatma Gandhi, Albert Einstein disse «Le future generazioni difficilmente potranno credere che qualcuno come lui sia stato sulla terra in carne e ossa». «Gandhi, il più grande genio politico del nostro tempo, ci ha indicato la strada da percorrere. Egli ci ha mostrato di quali sacrifici l’uomo sia capace una volta che abbia scoperto il cammino giusto». «Dovremmo sforzarci di fare le cose allo stesso modo: non utilizzando la violenza per combattere per la nostra causa, ma non-partecipando a qualcosa che crediamo sia sbagliato».

Come Gandhi, inoltre, Einstein si fece assertore del valore etico e salutistico del vegetarianismo, abbracciando egli stesso questo stile alimentare.[26]

Le opinioni di Einstein su altri argomenti, come il socialismo, il maccartismo e il razzismo, furono male interpretate[senza fonte] e la sua figura risultò molto controversa negli Stati Uniti di quegli anni (vedi il paragrafo Einstein e il socialismo). Einstein fu inoltre cofondatore del liberale Partito Democratico Tedesco.

L’FBI raccolse un fascicolo di 1427 pagine sulla sua attività e raccomandò che gli fosse impedito di emigrare negli Stati Uniti secondo lo Alien Exclusion Act, aggiungendo che, insieme ad altri addebiti, Einstein credeva, consigliava, difendeva o insegnava una dottrina che, in senso legale, era stata ritenuta dai tribunali, in altri casi, «…capace di permettere all’anarchia di progredire indisturbata» e che portava a «…un governo solo di nome». Aggiunse anche che Einstein «…era stato membro, sostenitore o affiliato a 34 movimenti comunisti tra il 1937 e il 1954» e che «…inoltre lavorò come presidente onorario in tre organizzazioni comuniste»[27].

Albert Einstein nel 1931

Einstein si oppose ai governi dittatoriali e per questo motivo (e per le sue origini ebraiche)

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