Albert Einstein
Albert
Einstein fisico di origine tedesca (Ulma, Württemberg, 1879 - Princeton,
Stati Uniti, 1955). Fece i suoi primi studi a Monaco, dove il padre dirigeva
una piccola impresa elettromeccanica; nel 1894, a causa di difficoltà finanziarie,
la sua famiglia si trasferì in Italia, a Milano: qui il giovane Einstein
dovette interrompere gli studi e seguire la famiglia prima a Pavia, poi in
varie località del Veneto e infine a Genova, dalla quale città emigrò in
Svizzera. Nonostante le difficili condizioni economiche, Einstein riprese gli
studi nella scuola cantonale di Aarau e nel 1896 fu ammesso al politecnico di
Zurigo dove ebbe tra i suoi maestri il fisico H. Minkowski; nel 1900 conseguì
la laurea in matematica e fisica. Nel 1901, assunta la cittadinanza svizzera,
si sposò con una studentessa di origine serba e accettò un impiego, come perito
tecnico, presso l'Ufficio federale dei brevetti di Berna, dove restò fino al
1909 quando divenne libero docente per la fisica teorica presso l'università di
Zurigo. Il periodo fra il 1902 e il 1911 fu quello della sua più originale
produzione scientifica: si dedicò a ricerche sulla costituzione della materia,
sulla teoria dei quanti elaborata da Planck, sulle applicazioni del calcolo
delle probabilità alle leggi fisiche. Nel 1905 pubblicò una memoria negli Annalen
der Physik, intitolata Zur Elektrodynamik bewegter Körper, nella
quale erano esposti i principi della sua teoria della relatività ristretta che
doveva sconvolgere le concezioni della fisica classica gettando le basi per una
nuova impostazione delle ricerche scientifiche: la teoria si basa sul principio
che le leggi fisiche devono essere le stesse per ogni sistema di riferimento
inerziale e che la velocità della luce nel vuoto è una costante ed è indipendente
da quella della sorgente luminosa. Da questi princìpi Einstein giunse a
numerose concezioni del tutto nuove che rivelarono i limiti della geometria
euclidea, base della fisica classica. La conseguenza più importante, che ha
favorito la scoperta e l'utilizzazione dell'energia nucleare, fu quella
dell'equivalenza tra massa ed energia espressa dalla celebre formula E = mc², dove E rappresenta l'energia, m la massa e c
la velocità della luce nel vuoto. Successivamente egli pubblicò altre due
memorie, nella prima delle quali formulò una nuova teoria della luce basata
sull'ipotesi che le radiazioni elettromagnetiche (luce) sono costituite da
quanti di energia, chiamati poi da Compton fotoni, la cui energia è
inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. Questa teoria permise, tra
l'altro, di spiegare l'effetto fotoelettrico, la cui interpretazione è
impossibile nell'ambito della fisica classica. Nella seconda memoria espose una
nuova formulazione matematica del fenomeno noto col nome di moto browniano,
grazie alla quale fu possibile ottenere una diversa e diretta valutazione del numero
di Avogadro. Nel 1911, infine, enunciò il principio di equivalenza delle
forze inerziali e gravitazionali, che rappresenta un primo ampliamento
della teoria della relatività ristretta.
Questi
studi gli valsero la nomina a professore ordinario di fisica teorica presso
l'università tedesca di Praga (1911-1912) e poi quella di professore ordinario
di matematiche superiori presso il politecnico di Zurigo (1912-1913); nel 1913,
senza rinunciare alla cittadinanza svizzera, accettò l'incarico per
l'insegnamento della fisica e della matematica presso l'Accademia delle scienze
prussiana; nel 1914 si stabilì definitivamente in Germania e nello stesso anno
succedette a J. E. Van't Hoff nella direzione del Kaiser Wilhelm Institut, a
Berlino: passò quindi a seconde nozze con una sua cugina. Nel 1916 nella
memoria intitolata: Die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie,
espose in forma definitiva la sua teoria della relatività generale,
dove, in base al postulato dell'equivalenza fra tutti i sistemi inerziali e non
inerziali, formulò una nuova teoria della gravitazione in cui il campo
gravitazionale generato da ogni corpo materiale è rappresentato come una
modificazione delle proprietà geometriche dello spazio fisico. Come conseguenza
di ciò, la geometria euclidea risultò insufficiente a descrivere le leggi
secondo le quali i corpi si comportano nello spazio: infatti, la curvatura
dello spazio, ipotizzata dalla teoria, induce a considerare la retta, il
piano e le altre entità geometriche, il principio d'inerzia e le altre leggi
classiche della teoria newtoniana della gravitazione universale, come casi
limite validi solo, con grandissima approssimazione, per lo spazio del nostro sistema
planetario. La formulazione matematica della teoria fu possibile, in quanto
Einstein adottò la nuova matematica non euclidea formulata da Riemann. La
validità delle affermazioni contenute nella teoria della relatività generale fu
confermata sperimentalmente dalla rotazione delle ellissi delle orbite
planetarie intorno al Sole (constatata per Mercurio); dal fenomeno dello
spostamento verso il rosso delle righe spettrali delle stelle; dalla curvatura
dei raggi luminosi per effetto dei campi gravitazionali (constatata durante
l'eclisse del 29 marzo 1919).
Dopo il
1920 Einstein raggiunse una fama mai conseguita prima da alcuno scienziato; nel
1921 ricevette solennemente il premio Nobel per la fisica; nonostante ciò egli
subì persecuzioni razziali da parte dei nazisti e dei nazionalisti tedeschi che
mal tolleravano le sue convinte posizioni umanitarie e pacifiste. Nel 1933
lasciò la Germania rifugiandosi prima in Francia, poi in Belgio, in Gran
Bretagna e infine negli Stati Uniti, dove ebbe una cattedra di fisica teorica
presso l'Institute for Advanced Study di Princeton; nel 1934 il governo nazista
della Germania gli tolse la nazionalità tedesca e confiscò tutti i suoi beni.
Stabilitosi definitivamente negli Stati Uniti, Einstein continuò le sue
ricerche e, conseguentemente ai propri ideali, rifiutò di partecipare alle
ricerche per la fabbricazione della bomba atomica; tuttavia, con una lettera
indirizzata a F. D. Roosevelt (1939) appoggiò Fermi e Szilard nella loro
richiesta di finanziamenti, convinto che l'uranio poteva essere utilizzato
quale importante fonte di energia per il bene dell'umanità. Nel 1940 assunse la
cittadinanza americana e nel 1945 si ritirò dall'insegnamento pur continuando
fino all'ultimo nelle sue ricerche teoriche. Nel 1950 pubblicò un'appendice
alla terza edizione del suo libro The Meaning of Relativity, in cui
formulava alcune ipotesi sul problema cosmologico affermando, tra l'altro, che
l'asserzione di un inizio dell'espansione dell'universo
va considerata solo una singolarità in senso matematico; che lo spazio
quadridimensionale è isotropo rispetto a tre dimensioni; che l'universo va
inteso come un'entità finita in espansione; che l'età dell'universo è maggiore
di quella della Terra (ipotesi, questa, poi confermata). Nel 1953 pubblicò una
seconda appendice alla stessa opera con la quale esponeva i principi di una
generalizzazione della teoria della relatività (teoria del campo unificato),
mediante cui erano legate in una sola relazione le teorie della gravitazione e
dell'elettromagnetismo, il che ricondurrebbe a un unico sistema tutti i
fenomeni fisici macroscopici. Non fu possibile per Einstein giungere a
controllare l'esattezza delle sue formulazioni, poiché non esiste una
matematica in grado di risolvere il sistema di equazioni proposto per la
verifica sperimentale della nuova teoria. Convinto della giustezza delle sue
idee, lo scienziato finì con l'isolarsi dalla maggior parte dei fisici, che
egli giudicava soggetti a una concezione statica della materia e legati
all'interpretazione probabilistica dei fenomeni fisici, da lui ritenuta, pur
essendone uno degli ideatori, non soddisfacente. Per la genialità delle sue
concezioni, per la profondità di pensiero, per l'influsso esercitato su intere
generazioni di studiosi, Einstein deve essere considerato uno dei maggiori, se
non il più grande, scienziato di tutti i tempi.