Da La Scienza per Tutti, Anno XXIX, N. 1, 1 gennaio 1922.
Di Rafaele Contu e Tomaso Bembo.
[Dal volume: H. Schmidt: «La prima conoscenza della Teoria di Relatività dell’Einstein». 2a Edizione curata, riveduta ed ampliata da Tomaso Bembo e Rafaele Contu (ed. Hoepli).]
” ■ Nel fascicolo 150 (settembre 1921) degli Annuali di Fisica (Lipsia) il fisico Filippo Lenard dell’Istituto radiologico di Heidelberg, riesuma una memoria di Giovanni Giorgio Soldner (1), scritta nel marzo del 1801 a Berlino, accompagnandola con una sua premessa e con note di riferimento e di critica che in vero, senza riescire a togliere alcun che all’Einstein, non manifestano quella impronta di obbiettiva serenità che vorremmo dominasse in tutti i dibattiti della Scienza e che dovrebbe avere anche nelle sue critiche alla Relatività einsteiniana il Lenard, fisico di indiscutibile valore, già premiato dalla fondazione Nobel (1905).
LA PREVISIONE DEL SOLDNER.
■ La memoria reca il titolo: Deviazione di un raggio di luce in vicinanza di un corpo celeste per effetto dell’attrazione da questa esercitata.
■ Il Soldner, bisogna premetterlo, fu un seguace dell’ipotesi di emissione della luce formulata dal Newton che attribuiva alla luce una consistenza materiale, ipotesi che si dovette abbandonare quando si scoprì il fenomeno di interferenza che con la ipotesi newtoniana non poteva essere assolutamente spiegato.
■ Il Soldner, muovendo da tale ipotesi, ammessa come indiscutibilmente vera, giunse alla conclusione che «se un raggio di luce passa accanto ad un corpo celeste esso è attratto dal corpo stesso e la sua traiettoria cessa dall’essere rettilinea e diventa parabolica con la concavità rivolta verso il corpo», conclusione giustificata dal fatto che, ammessa la luce come qualcosa di materiale, doveva anch’essa ubbidire alla legge di gravitazione universale.
■ E infatti il Soldner, precisando meglio il suo pensiero, nella chiusa della memoria, dice: «È da sperare che niuno troverà strano che io tratti un raggio di luce proprio come un corpo pesante. Che i raggi posseggano assolutamente tutte le proprietà della materia lo si comprende quando si pensi al fenomeno di aberrazione (2), fenomeno che si verifica sol perché i raggi della luce sono veramente materiali. Tralasciamo i calcoli che il Lenard trovò esatti. Essi conducono ad una espressione semplificata che dà il valore dell’angolo di deviazione β
in cui K è la costante d’attrazione che si ritrova con lo stesso significato nella formula del Newton, M è la massa del corpo celeste, V è la velocità della luce. R la distanza del raggio dal centro della massa M. La deviazione calcolata con tale formula ha un valore di 84 decimi di secondo.
LA PREVISIONE DELL’EINSTEIN.
■ L’Einstein nel 1911, muovendo dalla sua Teoria di Relatività particolare, che si evoleva intanto nel suo pensiero per giungere poi nel 1915 alla Teoria di Relatività generale, pubblicò una memoria nella quale previde la deflessione o incurvamento dei raggi luminosi che, provenienti da stelle, rasentano la corona del sole. I risultati dei suoi calcoli, basati su la semplice proporzionalità fra la energia e la massa di materia (energia=massa×V2), derivante dal ritenere che la materia e l’energia non siano se non una diversa manifestazione di un ente unico, dettero a tale deflessione il valore di 88 decimi di secondo, valore approssimativamente uguale a quello calcolato dal Soldner considerando come massa attraente quella del Sole.
■ La Teoria generale dell’Einstein corresse il valore prima trovato in un secondo e 76 decimi, quasi doppio del precedente. Gli astronomi inglesi A. S. Eddington e A. C. Crommelin, con le fotografie eseguite a Isola del Principe (Golfo di Guinea) e a Sobral (Brasile) in occasione dell’eclissi totale del 29 maggio 1919, misurarono rispettivamente i valori di un secondo e 61 decimi (con errore probabile in più o in meno di 30 decimi) e di un secondo e 98 decimi (con errore probabile in più o in meno di 12 decimi) (3).
G. SOLDNER È UN PRECURSORE?
■ Dalla coincidenza del valore del Soldner e del primo dell’Einstein v’è qualcuno e se ne è fatta eco anche la nostra stampa che vuol trarne la conseguenza che il Soldner sia un precursore dell’Einstein. È difficile appurare che l’Einstein abbia letta la memoria del geodeta bavarese.
■ Ma anche se l’avesse letta e quindi l’attenzione dell’Einstein fosse stata richiamata dalla previsione del Soldner è necessario riflettere su questo punto: i due scienziati partirono da basi assolutamente diverse e su la natura della luce e su la natura della gravitazione. Se pure si voglia considerare nel confronto il primitivo risultato einsteiniano la coincidenza dei valori numerici non può non essere presa in considerazione se non per constatare ancora una volta che calcoli impostati diversamente, condotti diversamente, possono condurre a risultati casualmente uguali, che possono essere entrambi errati; ma dei quali uno è certamente errato se per esso si è potuto constatare che il punto di partenza è errato, constatazione che allo stato delle conoscenze attuali può farsi per la ipotesi di partenza del Soldner, che non può farsi per la Teoria della Relatività. Infatti, a volerla pensare come il Boccardi, il Lenard ed altri, se gli esperimenti cruciali possono non essere ritenuti sì perfetti e sì probanti, sopra tutto perché in numero molto limitato, da valorizzare sicuramente la Teoria dell’Einstein è per anco vero che nessuna esperienza nuova ha contraddetta la Teoria, tanto che M. Brillouin del Collegio di Francia, il quale aveva già assunto un atteggiamento di scetticismo d’innanzi alla Teoria, dovette scrivere recentemente: «Non trovo alcuna ragione scientifica per essere anti-relativista».
■ Ma astraendo dal valore che possono avere i due calcoli che consideriamo, pare ingenuo il pensare di avvicinare i due scienziati per porli quasi in linea di dipendenza. L’averlo fatto equivarrebbe ad ammettere ad esempio che il Newton sia un precursore del Fresnel perché entrambi, pur partendo da punti di vista del tutto diversi trovarono uguali leggi e uguali risultati per taluni fenomeni ottici. Se questo si vuole ammettere ebbene il Soldner è un precursore dell’Einstein.
■ E se si volesse ammettere come giusta la previsione del Soldner nella sua sostanza non soltanto nel suo valore numerico, il che non sembri strano ha poca importanza, la Teoria di Relatività generale, come ben notano l’Hilbert e il Born sarebbe distrutta irrimediabilmente e trascinerebbe con sé, nella ruina, anche la Relatività della prima maniera.
■ Ma i conservatori della scienza non potrebbero rallegrarsene: tutta l’opera del Mawxell, dello Hertz, del Righi, del Fresnel se n’andrebbe in soffitta a far compagnia ad Aristotile fisico.
PRECURSORI DELL’EINSTEIN.
■ Se proprio si vuole assolutamente trovare dei precursori dell’Einstein bisognerà ricercarli nel Poincaré, in Hudson Maxim autore di un articolo La Natura della Materia pubblicato l’11 maggio 1889 nel Supplemento della Scientific American e ripubblicato nel luglio di quest’anno nella Scientific American Monthly, nel Lorentz per il quale la Relatività sin dal 1903-1904 era già qualcosa ben definita se pure non molto esplicita.
LA CRITICA LENARDIANA.
■ Il Lenard sin dal 1908 si è volto contro l’Einstein come un crociato contro i turchi infedeli. Noi riteniamo che una teoria scientifica assuma valore, possa migliorarsi, diventi feconda, soltanto quando venga discussa, ridiscussa, frugata sino allo spasimo, nudata di tutto il superfluo e di tutto l’impuro, condannata ferocemente in ogni sua parte marcia con la fermezza che gli spartani dimostravano nel prepararsi le nuove generazioni. Ma il Lenard non è sereno, non pare abbia soltanto un fine scientifico nella sua accanita battaglia. Saremmo stati titubanti a dirlo se anche il Born e l’Hilbert, che meritano ogni stima, non l’avessero chiaramente detto riportando una frase della glossa lenardiana che insieme con le note sembra stata scritta anzi che a commento e a chiarimento della memoria del Soldner per cogliere ancora una volta l’occasione di scagliar frecce contro l’Einstein.
CONCLUSIONE.
■ Modesti cultori di relatività e di relativismo non ci sentiamo legati incondizionatamente né pro né contro l’Einstein.
■ Ma pensiamo che se l’opera einsteiniana non è del tutto originale in ogni sua parte e può in vece ritenersi come assimilatrice dell’opera di Galileo, del Newton, del Riemann, del Gauss, del Poincaré, del Ricci, del Levi Civita, del Minkowski, del Lorentz dobbiamo anche far notare che l’opera dell’Einstein è un miracolo di sintesi nella quale tutti quelli che vi hanno contribuito potrebbero vedere, se rinascessero, e vedono quelli che son vivi, il loro contributo nelle sfere più alte della Scienza migliorato o quanto meno utilizzato come soltanto un Genio può fare.
■ Un Genio che ha uno spirito critico di insperata potenza, rivolto anche contro se stesso quando la ragione glielo consigli: tale è Alberto Einstein.
■ Un qualsiasi giudizio su l’opera sua sarebbe oggi prematuro e quelli che se ne sono dati, favorevoli o meno, non sono esatti, né potrebbero esserlo.
■ Demolizioni ed esaltazioni a tal riguardo si equivalgono perfettamente per la loro inutilità, per la loro inopportunità. Soltanto vale una critica sapiente severa e serena, che è sempre feconda di risultati, anche indipendentemente dagli scopi finali che essa si propone, come la storia delle Scienze prova con evidenza scultorea.
■ L’interesse che il pubblico dimostra per le teorie einsteiniane è veramente grande ed insolito. Lo si spiega considerando tutto l’apparato originale e metafisico che avvolge le aristocratiche espressioni analitiche, che le indirizza e le conduce, apparato suggestivo per tutte le menti che, conscientemente o no, sono tratte dal desiderio di leggere nel libro immenso della natura, le cui pagine sono per la più parte intense.
■ Tale interesse non può essere condannato perché non deve condannarsi tutto ciò che mira e conduce all’allargamento delle nostre conoscenze, il che deve ammettersi senza contrasti per la Teoria di Relatività. Può darsi che l’apparato suggestivo dell’opera einsteiniana non sia se non un agghindamento superfluo, come notò presso a poco in una recente comunicazione all’Accademia di Francia Paul Painlevé e che quindi perché le espressioni analitiche possano sussistere non ci sia bisogno dalle premesse relativistiche sul tempo e su lo spazio diverse dalle preesistenti.
■ Può darsi, cioè che la interpretazione einsteiniana del mondo non solo non debba essere sempre la più comoda, nel senso che il Poincaré dava a tal parola, ma che possa non esserla più sin da ora. Ma ciò non distrugge il fatto che l’Einstein ha saputo trarre dalla sua interpretazione previsioni impensate che le esperienze sinora hanno confermato tali da porre in primo il carattere di fecondità della interpretazione, carattere che può ben prendersi come esponente del valore di un sistema scientifico.
■ Chi sa ben leggere, comprenderà come la peggiore ipotesi tra quelle affacciate dai critici della relatività non infirmi il valore dello scienziato, della cui opera questo volumetto che ora chiudiamo vuole dare nulla più che una prima conoscenza.
(1) Il geodeta autodidatta Giovanni Giorgio von Soldner nacque a Feuchtwangen da una famiglia di contadini, il 16 luglio 1776 e mori a Monaco di Baviera, direttore di quella Specola e membro ordinario dell’Accademia di Scienza, il 13 maggio 1833.
Conosciuto dal Gauss, dal Fraunhofer, ed altri grandi, la sua fama non andò oltre la stretta cerchia degli scienziati del suo tempo.
Un suo accurato biografo è Francesco Giovanni Muller che ne fece oggetto della propria dissertazione di laurea. («Il geodeta Giovanni Giorgio Soldner») pubblicata a Monaco, nel 1914. La memoria alla quale ci riferiamo fu pubblicata la prima volta nell’Almanacco Astronomico di Baden per l’anno 1804.
Intorno al Soldner e all’Einstein hanno scritto articoli significativi la Frankfurter Zeitung del 6 e del 18 novembre 1921 il Baumgardt, il Laue, l’Hilbert e il Born, gli ultimi tre, scienziati di ottima fama e di molto valore.
(2) Aberrazione: a) In fisica con tale parola si denomina il fenomeno della dispersione della luce a traverso i corpi diafani (acqua, vetro, ecc.) dispersione che, a seconda della causa dalla quale dipende, provoca la impressione dei contorni delle imagini, le quali per ciò appaiono confuse (aberrazione di sfericità) o pure la iridescenza dei contorni delle imagini che appaiono colorati con tutti i colori dell’iride (aberrazione di rifrangenza). b) In astronomia è il fenomeno per il quale un Osservatore terrestre vede le stelle non nella loro direzione reale, ma spostate [scoperto da James Bradly (1692-1762), nel 1727]. È dovuto alla composizione della velocità del moto traslatorio della Terra con la velocità della luce.
(3) Nella Rivista d’Ottica e di Meccanica di precisione (1920). il prof. Levi Civita presenta molto chiaramente sia il primo che il secondo calcolo di previsione dell’Einstein.
Fig. 1. — a) L’interferometro con il quale fu ripetuta dai professori Morley e Miller a Cleveland (1904- 1906) l’esperimentazione Michelson-Morley — L’apparecchio (con il quale si possono far convenire in un punto determinato, dopo percorsi diversi, raggi di luce emanati da un’unica sorgente) costruito in acciaio, pesa 1900 libbre inglesi (1 libbra = kg. 0,4536). Ogni braccio della croce greca è lungo 14 piedi inglesi (1 piede = m. 0,3048). L’intera struttura galleggia in un truogolo contenente 800 libbre di mercurio.
Fig. 2. — b) Schema del percorso dei raggi luminosi nell’interferometro Morley-Miller. — I numeri romani ed arabi rappresentano altrettanti specchi ai quali deve aggiungersene un diciasettesimo, posto nell’interno della croce, inclinato di 45° gradi su la verticale. A è la sorgente luminosa (una fiamma di calcio) provvista di una lente. È ben visibile, nel braccio verticale inferiore, un telescopio che ha lo scopo di osservare il fenomeno nelle fasi iniziale e finale.”