Un nuovo ruolo per il soggetto nella nuova cultura dell’inizio del Novecento: anche intorno alla relatività #2

di Antonio Sparzani

Si è visto qui che Filippo Bruno (Nola 1548 – Roma 1600), che assunse il nome di Giordano entrando in convento come domenicano, aveva ben chiaro che è la ‘virtù primieramente impressa’ che fa la differenza nel moto delle due pietre e non una qualche proprietà intrinseca dell’una delle due rispetto all’altra.
Ma la letteratura, come spesso accade, ci fornisce qualche altra occasione di riflettere sull’argomento: un secolo prima del nostro Nolano, Ludovico Ariosto descrive (vedi anche qui) il breve duello tra Rodomonte e Brandimarte, quando il primo vuole impedire il passaggio del secondo sul ponte da lui custodito:

Nel volersi levar con quella fretta
che lo spronar de’ fianchi insta e richiede,
l’asse del ponticel lor fu sì stretta,
che non trovaro ove fermare il piede;
sì che una sorte uguale ambi li getta
ne l’acqua; e gran rimbombo al ciel ne riede,
simile a quel ch’uscì del nostro fiume,
quando ci cadde il mal rettor del lume.

I duo cavalli andâr con tutto ‘l pondo
dei cavallier, che steron fermi in sella,
a cercar la rivera insin al fondo,
se v’era ascosa alcuna ninfa bella.
Non è già il primo salto né ‘l secondo,
che giù del ponte abbia il pagano in quella
onda spiccato col destrero audace;
però sa ben come quel fondo giace.
[Orlando Furioso, c. XXXI, str. 71-72]

Dunque cadono entrambi in acqua i due valorosi guerrieri, ma, si noterà, mentre stanno “fermi in sella”; ecco quindi che la parola fermi – era appena stata usata la locuzione “fermar il piede” per alludere ad un arresto rispetto al ponte, o alla terra – si adatta altrettanto bene a chi, s’intende rispetto a terra, cade e si muove quindi velocemente. Altro segnale che già la lingua naturale incorpora questa equivalenza di situazioni, “fermo” ha significato rispetto a qualcosa, e quel che per me è fermo, può non esserlo per te.
Mentre stendiamo un pietoso velo sulla non brillante prestazione del cavaliere di Carlo in questa occasione, passiamo a sottolineare che è in questo complesso di idee che nasce la vera rivoluzione della scienza nell’età moderna, nella consapevolezza che non è più interessante dare un privilegio assoluto all’osservatore solidale con la Terra, che la Terra è un corpo che si muove nello spazio come gli altri pianeti, e che dunque l’assenza di interazione non garantisce più lo star fermi rispetto a qualcosa di fissato una volta per tutte, garantisce invece soltanto il muoversi di moto rettilineo uniforme rispetto ad una varietà molto ampia di osservatori privilegiati, detti appunto inerziali. La stessa nozione di fissato una volta per tutte perde interesse e senso in un mondo in cui la Terra smette di essere il centro privilegiato dell’universo.
In questo senso si è prodotto, come accennavamo, un allargamento del soggetto, cioè una restrizione, nel prodotto della conoscenza, della parte strettamente dipendente dall’oggetto osservato – l’eventuale velocità costante di un oggetto non è più una sua proprietà interessante, perché diventa qualcosa che, per così dire, ci mette il soggetto di suo.

Per passare alla tappa successiva in questo cammino dell’evoluzione dell’idea di relatività, bisogna lasciar scorrere più di due secoli: durante tutto il Settecento e tutto l’Ottocento la descrizione fisica del mondo si è in un primo tempo consolidata e focalizzata sulla meccanica, che ha conosciuto uno sviluppo e dei successi assolutamente clamorosi (si pensi alla scoperta dei pianeti – visibili solo strumentalmente – esterni a Saturno) e in un secondo tempo ha costruito interamente un nuovo settore della disciplina, quello dell’elettromagnetismo (la sintesi Maxwelliana è del 1873). Proprio in conseguenza di questo sviluppo, che da un lato aveva costituito un grande successo e una straordinaria complessiva conferma della fisica classica – così viene appunto detta la fisica sviluppata nei secoli ora menzionati – verso la fine dell’Ottocento si profilarono dei problemi che apparivano assai ardui – quello ad esempio di una conferma definitiva dell’esistenza dell’etere – e che assunsero un po’ alla volta una rilevanza cruciale.
Un notevole sforzo venne dispiegato per chiarire come mai i vari tentativi di mettere in evidenza la presenza effettiva di questo sfuggente etere fossero falliti, malgrado l’accuratezza messa in campo (i più importanti furono gli esperimenti di Michelson, e di Michelson e Morley poi, nel corso degli anni ’80 del secolo XIX°), ma nonostante il fatto che una spiegazione fosse alla fine stata data all’interno della fisica classica (teoria di Hendrik A.Lorentz), accadde all’inizio del Novecento che il giovane scienziato tedesco Albert Einstein, che fino ad allora si era occupato di fondamenti della termodinamica, proponesse una soluzione radicalmente nuova del problema, servendosi di parte del formalismo escogitato da Lorentz e usando varie cruciali intuizioni già di Henri Poincaré.

Mentre qui non v’è spazio per una trattazione, anche solo qualitativa, della proposta di Einstein, pubblicata nel 1905 sugli Annalen der Physik, occorre tuttavia comprendere in che modo una tale nuova teoria si inserisca nel filo che abbiamo cercato di sviluppare a proposito della “parte soggettiva della conoscenza”. A tal fine basta ricordare alcune delle conseguenza più “strane”, perché controintuitive, della nuova teoria, nota da allora, perché Max Planck le diede questo nome, come teoria della relatività ristretta (o speciale). Occorrerà premettere che alla base di questa teoria sta il postulato, assai strano, che la velocità della luce, ovvero la velocità con la quale si propaga nel vuoto qualsiasi radiazione elettromagnetica, è costante, indipendente dal luogo e dalla direzione e, soprattutto, non dipende dall’osservatore che la misura. La stranezza di una tale assunzione deriva dal fatto, che ognuno di noi trae non solo dalla fisica Galileiana, come si diceva, ma dall’esperienza quotidiana, il fatto che la velocità di un qualsiasi oggetto cambia a seconda che la si misuri da fermi (diciamo rispetto alla Terra) o da un veicolo in moto; è esperienza comune che la velocità di un treno varia a seconda che la si misuri dalla banchina o da un treno in corsa su un binario parallelo. Einstein invece postulò che la velocità della luce nel vuoto, indicata universalmente con c, assuma il valore di circa 300000 Km/s, rispetto a qualsiasi osservatore, sia sulla Terra sia in moto rispetto alla Terra con qualsivoglia velocità. Fu proprio la stranezza di questa posizione che costrinse Einstein, per far sì che la meccanica mantenesse quello status di teoria autoconsistente che naturalmente doveva possedere per mantenersi nell’ambito della razionalità scientifica, a criticare il concetto tradizionalmente indiscusso di simultaneità, fino a portare alle conseguenze che ora ci interessano. Queste conseguenze si chiamano abitualmente contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Delle quali parleremo nella prossima puntata.