Einstein e la crisi della fisica tradizionale

L'elemento comune di tutte le correnti filosofiche degli inizi del 900 era

costituito da un approccio più complesso nei confronti dei procedimenti delle scienze

esatte, non più oggetto di quella fiducia illimitata che aveva rappresentato il tratto

essenziale della cultura positivistica. Gli stessi sviluppi del pensiero scientifico

contribuivano del resto, a mettere in crisi il quadro di certezze su cui quella cultura si

era fondata. Si pensi alla elaborazione della 'teoria ristretta o speciale' della

relatività formulata da Albert Einstein nel 1905.

Questa nacque dall'esigenza di conciliare due scoperte apparentemente incompatibili

fra loro, cioè il principio della relatività del movimento, già scoperto da Galilei,

secondo il quale le leggi che regolano i mutamenti interni ai sistemi fisici sono

indipendenti dallo stato di quiete o di moto in cui si trovano tali sistemi, ed il carattere

assoluto della velocità della luce, la quale si proa nel vuoto a velocità costante (c),

indipendentemente dal fatto di essere emessa da un corpo in quiete o di moto.

Einstein comprese che queste due scoperte, le quali sembrano

inconciliabili perché affermano rispettivamente il carattere relativo ed il carattere assoluto

del movimento, possono essere conciliate fra loro solo se si ammette che lo spazio ed il

tempo, in due sistemi di cui l'uno si muova uniformemente rispetto all'altro, non abbiano

gli stessi valori, ma abbiano valori dipendenti dallo stato del sistema a cui si

riferiscono. Ciò significa che i valori dello spazio e del tempo cambiano quando si

passa da un sistema di riferimento ad un altro, per cui non si può parlare di

contemporaneità fra due avvenimenti che si verificano in sistemi diversi,

di cui l'uno sia in movimento rispetto all' altro.

Ad esempio, due eventi luminosi che ad un osservatore rispetto ad essi equidistante

appaiono contemporanei, qualora siano considerati da un osservatore in

movimento verso uno o verso l'altro di essi, appariranno l'uno successivo all'altro.

Questa teoria comportava conseguenze enormi nella rappresentazione dell'universo,

quali l'eliminazione della necessità di ammettere l'etere come sostrato della luce, il

ritardo degli orologi in moto rispetto a quelli in quiete (empiricamente verificato) e

soprattutto la 'relativizzazione della massa', cioè il fatto che la massa, anziché

essere una proprietà costante dei corpi, varia in dipendenza della velocità con cui i

corpi si muovono. Einstein espresse questa dipendenza nella celebre equazione che

pone l'energia (E) uguale alla massa (m) moltiplicata per il quadrato della

velocità della luce (c).

STUDIO SULLA RELATIVITA'

Nella 'teoria generale' della relatività, formulata nel 1916, Einstein estese

l'affermazione della relatività del tempo e dello spazio, già effettuata da a proposito

di due sistemi in movimento l'uno rispetto all'altro, a tutti i sistemi di riferimento

possibili, dichiarando che le leggi della natura restano sempre le stesse, qualunque

sia il sistema di riferimento che si assume, cioè si riferiscono a valori che variano

tutti insieme a seconda del sistema a cui si fa riferimento, mantenendo inalterati i

rapporti reciproci . In tal modo non solo il tempo e lo spazio, ma tutte le

grandezze naturali (movimento, massa, energia, etc.), hanno valori relativi al

sistema di riferimento che si considera, e non esiste un sistema privilegiato rispetto

a tutti gli altri. Anche questa teoria era gravida di conseguenze di carattere generale,

quali l'idea dello spazio ed il tempo possono essere unificati in una unica

grandezza a quattro dimensioni chiamata 'crono - topo', costituita dalle relazioni

esistenti tra i corpi; che l'universo nel suo complesso è di dimensioni finite, anche se

non ha limiti; che infine la geometria più adatta a descriverlo non è quella di

Euclide, basata su uno spazio infinito ed uniforme, ma quella di Riemann, basata

su uno spazio 'curvo', i cui piani siano superfici sferiche. L'intera meccanica

Newtoniana veniva in tal modo, come si vede, rivoluzionata, poiché si riduceva

ad essere un caso particolare, valido per un singolo sistema, della teoria generale della

relatività . Einstein portò importanti contributi anche ad altre teorie fisiche, quali la

teoria quantistica, con la scoperta dell'effetto fotoelettrico, ed elaborò riflessioni di

carattere filosofico sulla fisica, negando che la fisica quantistica possa portare ad

una concezione deterministica dell'universo. E' celebre, a questo proposito, la sua

frase secondo cui 'Dio non gioca a dadi', la quale rivede una concezione teistica

della realtà, anche se Einstein non ebbe un idea precisa della trascendenza divina,

ma fu piuttosto propenso a pensare Dio come una specie di natura immanente a tutte

le cose.