Le teorie di Alberto Einstein
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Le teorie di Alberto Einstein
Discorso tenuto dal Prof. Quirino Majorana
All'Accademia delle Scienze dell'Istituto di Bologna
In occasione della inaugurazione dell'Anno Accademico
Nella sessione del 9 Dicembre 1951
Quando, una ventina di giorni addietro, il Presidente della Classe di Scienze Fisiche (alla
quale spetta per turno di tenere il discorso inaugurale, Prof. Alessandro Ghigi, forse in
omaggio al mesto privilegio della mia anzianità (appartengo da 30 anni a Questa
Accademia), mi invitò a tenere questo discorso, io cercai di esimermi da tale onorifico
incarico. Osservai, infatti, al Presidente, che non avrei avuto il tempo per prepararlo
adeguatamente. Infatti, dissi, ho in corso lavori, per me, di grande interesse, e non mi
sarebbe possibile distrarre da essi quel tempo. Avendo il Prof. Ghigi insistito nell'invito,
si convenne che avrei appunto potuto parlare di tali lavori, per quanto in Questa Sede ed
in questo momento, si dovrebbero trattare solo verità, fatti o teorie, già solidamente
acquisite dalla Scienza. Debbo dire però, che l'argomento o lo studio che ora compio, mi
occupa intensamente da un decennio. Di esso, peraltro, mi ero occupato saltuariamente,
sin dal 1916. In tutto questo periodo, ho alternato le ricerche logiche, con quelle
sperimentali, in relazione alle Teorie di Alberto Einstein, che, nella prima forma,
comparvero nel 1905. Quanto avrò occasione oggi di riassumere è già comparso, od è in
corso di stampa, negli atti Accademici.
Credo opportuno che io dichiari sin dal principio, come io sia decisamente contrario alla
accettazione delle teorie del fisico tedesco. Voglio però altresì ricordare, come fra i
cultori di fisica ed anche di matematica, io non sia il solo ad avere un simile
atteggiamento. Fra gli oppositori alle Teorie di Einstein, si possono ricordare i seguenti,
veramente autorevoli Dingler, Duhem, Esclagon, Geherke, Gleich, La Rosa, Lenard,
Milne, Mohorovicic, Painlevé, Reuterdhal, Righi (che scrisse quattro Memorie,
proponendo un esperimento contro la relatività), Sce, Somigliana, Wiechert, e molti altri.
Il numero di tali oppositori è dunque notevole, pur essendo piccolo, di fronte alla
stragrande maggioranza di coloro che credono alla relatività di Einstein. Ciò non di
meno, io credo che si tratti di un contrasto, che non ha precedenti nella storia della
Scienza. Tale contrasto è tanto più acceso, in quanto ha degenerato spesso in vivaci e
non conclusive polemiche. Leggendo i lavori degli autori citati, e specialmente quelli
tedeschi, è facile trovarvi qualifiche aspre delle teorie di Einstein. Così, vi si afferma che
esse rappresentano una mathematische Fiktion; oppure che esse sono überflüssig und
falsch; od infine che esse non costituiscano che un drolliger Witz.
Il mio orientamento, non dipende tanto da simili asserzioni, quanto dalle mie particolari
attitudini sperimentali. Esse risalgono a ben 60 anni addietro, a quando cioè cominciai,
dopo aver conseguito la laurea di ingegneria, a preparare la mia tesi sperimentale, per la
laurea in fisica. Da allora, ho sempre continuato nel mio metodo; preparando quasi
1sempre da me stesso, gli apparecchi necessari alle mie ricerche. Ritengo che ciò mi abbia
permesso una più netta visione della realtà dei fatti. Anche in quest'anno, profittando
della ospitalità del Collega Prof. Giorgio Valle, che ho ancora il dovere di ringraziare, ho
allestito un dispositivo sperimentale, che prova l'infondatezza della teoria di Einstein.
Dico ciò, a parte i ragionamenti che mi conducono allo stesso risultato, ed a cui farò
cenno.
***
Nel corso di tutto il secolo XIX, si è delineato il grande successo di un'importantissima
teoria, che segnò un vero progresso della Scienza, col fornire uno schema veramente
suggestivo, dei fenomeni non propriamente materiali, ma ottici, ossia dell'energia
raggiante. Si tratta della teoria dell'etere cosmico. Essa, in opposizione con quella,
autorevolmente formulata da Newton, (che poi, per un curioso avvicendamento delle
idee umane, è risorta nel nuovo secolo, sia pure alquanto modificata), si appoggia ai
nomi di pionieri come Huygens, Young, Fresnel, Faraday, Maxwell, Hertz, Lorentz.
Sulla fine del secolo XIX, nessuno sembrava dubitare dell'esistenza di quel tenuissimo e,
per vero, incontrollabile fluido, che, riempiendo tutto lo spazio (anche quello fra gli
atomi naturali, e gli atomi stessi), dava ragione delle minute caratteristiche del fenomeno
ottico. In quell'epoca, facevano testo libri di grandi scienziati, dal titolo: "Fisica
dell'etere". Mi ricordo che Galileo Ferraris, quando nel 1895, presiedeva la
Commissione per l'imposizione della tassa sull'energia elettrica, (di cui io fui segretario),
forte dei suoi successi del suo campo magnetico rotante, mi diceva: "Stiamo per toccare
con mano l'etere". Senza l'etere, non erano spiegabili, per es., i fenomeni di
polarizzazione, il campo elettromagnetico, e la sua propagazione.
Ma come quasi tutte le teorie umane, anche quella dell'etere cosmico era destinata a
cadere. Esaminiamo la ragione di ciò. Il fisico si rendeva conto dei fenomeni meccanici.
La meccanica di Galileo e di Newton pareva avesse ormai nulla di oscuro. Si dice ciò,
tralasciando di considerare che nulla l'uomo ha mai saputo, nè forse saprà mai, della vera
essenza dei fatti fondamentali della meccanica, come l'inerzia e la gravitazione.
Comunque, certi principii erano generalmente e facilmente accettati, forse perchè
appoggiantisi alle dirette impressioni dei nostri sensi. Fra essi la relatività del moto, detta
relatività di Galileo. In alcune stupende pagine, questi rilevò come non fosse possibile
accorgersi, nell'interno di un sistema (la nave, nell'esempio di Galileo) del suo moto di
traslazione, rispetto ad altri sistemi.
Ma nello spirito del fisico, per quanto riguarda i fenomeni ottici, od elettromagnetici,
qualcosa rimaneva di assai oscuro. Si dice ciò, perchè la teoria dell'etere avrebbe
ammesso, che nell'interno della nave di Galileo, sarebbe stato rilevabile il suo moto,
servendosi di fenomeni ottici. Infatti, la sua teoria corrispondeva ad ammettere, che,
nell'immensità degli spazi, l'etere costituisse qualcosa di immobile, capace però di subire
perturbazioni elastiche, propagantisi nello spazio stesso, con la velocità della luce, cioè
di 300.000 km/sec. Si domandava allora: se l'etere veramente esiste, la materia in moto
agirà in qualche modo su di esso? Le risposte logiche a tale domanda potevano essere
tre: l'etere resta fermo nella sua originaria posizione; l'etere rimane trascinato dal moto
2dalla materia; l'etere rimane parzialmente trascinato dalla materia. Il fisico tentò di
chiedere all'esperienza, la risposta a tale domanda, già verso la metà del secolo scorso.
Dopo esperienze non conclusive, che datano dal 1867, ad opera di Babinet, e dal 1874,
di Mascart e Jamin, ne fu realizzata una famosa, dovuta a Michelson e Morley, nel 1881.
Con essa, i suoi autori si proponevano di vedere se, orientando un certo apparecchio
(interferometro) diversamente, rispetto al moto della Terra intorno al Sole, si osservasse,
in conseguenza di quel moto (30 km/sec) qualche effetto. L'esperienza che fu poi
ripetuta più volte, ebbe esito negativo. Si sospettò che tale risultato potesse dipendere da
trascinamento totale o parziale dell'etere, da parte della Terra. Si fecero così, esperienze
situando l'apparecchio alquanto discosto dalla superficie sferica, media, terrestre: e, per
vero, dapprima sul Monte Wilson (1800 m di altitudine); e poi, da Picard in pallone
libero, sperimentando per 4 ore a 2500 m di altezza. L'esito di tali ricerche fu sempre
negativo[1]. Le caratteristiche del fenomeno ottico, interessante i corpi in moto,
rimanevano dunque misteriose. Fu così che Fitz Gerald, e Lorentz, indipendentemente,
avanzarono un'ipotesi che aveva il carattere di coup de pouce (come diceva Poincaré).
Secondo essa, ammettendo pur sempre la reale esistenza dell'etere, la materia, costretta a
muoversi attraverso di esso, si contrarrebbe alquanto, nella direzione del moto [2]. Il
valore di tale contrazione sarebbe precisamente quello necessario, a giustificare il
nessuno effetto, rilevato nell'esperienza di Michelson. Questo concetto fu bene
sviluppato in una seconda teoria di Lorentz, che stabilì certe equazioni, che vennero
chiamate Trasformazione di Lorentz. Mediante esse, si poteva spiegare perchè,
conferendo moto uniforme a della materia, i fenomeni ottici si svolgano in essa, come
quando è ferma.
Forse perchè la spiegazione di Lorentz appariva artifiziosa, mentre l'esistenza reale
dell'etere si sottraeva ad ogni diretto controllo, Einstein, poco dopo, nel 1905, formulò
una sua nuova teoria, la relatività speciale (per distinguerla da un'altra comparsa 11 anni
dopo, la generale). È da ritenersi che sembrava ad Einstein necessario servirsi ancora
delle equazioni di Lorentz, chiamate appunto trasformazione di Lorentz, dando ad esse
un'altra interpretazione, e deducendole analiticamente, in modo del tutto diverso. Egli
riuscì in ciò, partendo da due postulati, che sono le basi della nuova teoria. Col primo, si
ammette che i fenomeni ottici si svolgono sempre nella stessa guisa, in un sistema,
indipendentemente dal suo moto uniforme. Tale I postulato è identico a quello di Galileo
per la meccanica, ed è conforme al risultato negativo dell'esperienza di Michelson. Ma
esso non basta per ottenere la Trasformazione di Lorentz. Einstein ne aggiunse un
secondo, per il quale la velocità della luce ha sempre lo stesso valore, per qualsiasi
osservatore, in quiete od in moto. Si debbono a questo postulato, tutti i contrasti a cui la
teoria di Einstein dà luogo. Infatti, esso contradice i più semplici criteri della cinematica
classica. Esso equivale ad ammettere, nel campo della meccanica, un principio così
enunciabile: un veicolo in moto è giudicato muoversi sempre con la stessa velocità, da
un altro veicolo dotato di qualsiasi velocità. L'evidente contradizione col senso comune,
fu apparentemente sanata da Einstein, con l'accettare audacemente certe deduzioni
matematiche, che necessariamente scaturivano dall'ammissione di quel postulato. Esse
consistono nell'ammettere che le lunghezze (nella direzione del moto) di un sistema in
3moto rispetto ad un altro, vengono giudicate più corte, da questo. Inoltre, i tempi sono
anch'essi cambiati, ossia nel sistema in moto, il tempo scorre più lentamente. Come
diceva Einstein, anche in pubbliche conferenze, nel sistema in moto, l'età degli individui
si accresce più lentamente.
La novità di tali ammissioni, l'apparente eleganza matematica dei calcoli relativi, ebbero
consenso e successo, presso la grande maggioranza dei matematici e dei fisici. Ciò
avveniva anche, perchè i primi vedevano tradotte in realtà, talune teorie matematiche o
geometriche, che sino allora erano puramente ideali.
E qui, torna acconcio rilevare la profonda differenza logica, che intercede tra la
concezionc di Lorentz e quella di Einstein. Il primo partiva dalla nozione dell'etere; ed
ammetteva che esso provocasse nella materia, la nota reale contrazione. Nella teoria di
Einstein non si può più ammettere l'esistenza di tale fluido: in natura non ci sarebbe che
materia. E questa apparisce contratta ad un altro sistema, con cui è in moto. Ammesso
ciò, si comprende come la contrazione di Einstein non possa essere che apparente,
perchè di due sistemi reciprocamente in moto, tale qualità può essere attribuita all'uno od
all'altro.
Tale è dunque l'aspetto cinematico, della teoria speciale della relatività. Esso è ritenuto
impeccabile, non venendo sottoposto, di solito ad attento esame. Quella teoria avrebbe
dunque portato alla scoperta di una nuova caratteristica della metrica dello spazio e del
tempo, nel caso di sistemi reciprocamente in moto, in completo disaccordo con la
comune nostra osservazione dei fatti naturali, che riguarda velocità relative,
enormemente più piccole di quella della luce.
Accettato un simile concetto, chi studia la relatività può restare ammirato del modo con
cui questa teoria dà ragione del fatto, per cui essa è stata creata. E cioè, la cosidetta
invarianza dei fenomeni ottici od elettromagnetici dal moto uniforme, al quale i sistemi
in cui si svolgono, sono soggetti.
Ma, ritornando alla parte semplicemente cinematica della teoria, è possibile vedere
talune sicure contradizioni a cui essa dà luogo. Ciò ha costituito oggetto di mio attento
esame, da parecchi anni, e su tale punto desidero richiamare la Vostra attenzione, mentre
osservo sin d'ora che si tratta di argomentazioni semplici e chiare, che con vera sorpresa
non si prospettano alla mente dei fautori della relatività.
Consideriamo due sistemi reciprocamente in moto rettilineo uniforme. Supponiamoli
costituiti da due regoli di uguale lunghezza che chiamiamo AB ed A'B'. Essi possono
scorrere l'uno sull'altro a velocità costante, che supponiamo grandissima. Ammettiamo
dapprima che sia A'B' a muoversi rispetto ad AB tenuto fermo. In un certo istante A'B' si
sovrappone ad AB; e successivamente lo sopravanza. Tenendo presente quanto è stato
detto, la relatività porta all'ammissione che AB giudica A'B' alquanto più corto del valore
che esso ha, quando è in riposo. Così, se A'B' si muove con una velocità uguale a metà di
quella della luce, AB lo giudica uguale a circa 0,85 del suo valore. Se A'B' si muovesse
con la velocità della luce, la sua lunghezza si annullerebbe. Così pure, AB ritiene che in
4A'B' il tempo si sia allungato: in un anno di AB non entrerebbero che 10 mesi di A'B', se
questo si muove con la velocità metà della luce. Se tale velocità della luce fosse
raggiunta da A'B', il tempo in tale sistema si arresterebbe: ossia un orologio non
batterebbe più il suo ritmo, od il cuore di un essere vivente si arresterebbe. E' strano
come si possano fare tali asserzioni, senza alcuna conferma sperimentale.
Ma che tali asserzioni siano inconsistenti, si può comprenderlo invertendo le condizioni
dei due regoli, cioè supponendo che sia AB a muoversi rispetto ad A'B'. Dovrebbe
apparire allora AB alquanto contratto nello spazio e rallentato nei tempi, all'altro regolo
A'B'. I due fatti non possono coesistere. Nè si può parlare di apparenza, provocata dal
tempo necessario alla luce per trasmettersi fra punti discosti; chè, infatti, la contradizione
è rilevabile tra punti dei due sistemi in precisa coincidenza.
Di contradizioni simili[3], applicando la relatività di Einstein a casi svariati, se ne
possono rilevare altre. Io non insisto nell'esporlo, anche perchè esse sono meno semplici.
Comunque esse non sono tenute di solito in gran conto; e si suole appoggiare il credito
che la relatività riscuote, a certe verifiche fisiche. Fra esse, primeggia quella
astrononomica data dall'esame degli spettri luminosi, delle stelle doppie Queste sono
costituite da due astri, quasi eguali di massa, di cui, uno almeno, è luminoso, che ruotano
l'uno intorno all'altro. La luce che così a noi perviene, proviene da sorgente che
alternativamente si avvicina e si allontana da noi. Si deve dire, che gli spettri così
osservabili, dei vapori incandescenti sulle loro superficie, contengono righe spettrali più
o meno distinte. Tale fatto, nella più semplice interpretazione, sarebbe una prova della
costanza della velocità della luce; e ciò sarebbe d'accordo con la relatività; mentre
negherebbe il principio, secondo cui, in assenza dell'etere, la velocità della luce si
dovrebbe sommare con quella della sorgente (ipotesi cosidetta balistica, analoga a quella
che si formula per i proiettili). Infatti, se così avvenisse, al nostro occhio dovrebbero
pervenire, con velocità diverse, radiazioni provenienti da località diverse dell'orbita della
doppia, qualche centinaio; così le righe spettrali risulterebbero nello spettro, variamente
spostate, e, nel loro grande numero, l'occhio non le percepirebbe.
Malgrado tale obbiezione, che può a prima vista apparire grave, io penso che
l'osservazione delle righe spettrali delle doppie, non depone senz'altro a favore della
relatività. Da più anni, ho infatti avanzato una semplice e plausibile ipotesi, che
tenderebbe ad eliminare 1'obbiezione stessa. Si deve, infatti, tenere conto della
circostanza per cui, nel caso delle lontane stelle doppie, i fotoni che esse ci mandano
sono stati in reciproca presenza per tempi lunghissimi (anni, decenni, secoli) e noi non
sappiamo se in tanto tempo non si sia manifestata tra loro qualche sconosciuta azione.
Basta supporre che in sì lunghi periodi, le velocità dei fotoni, leggermente diverse,
dall'uno all'altro, si siano eguagliate. Ciò permetterebbe di scorgere gli spettri a righe di
quelle stelle, come realmente avviene. Questa nuova ipotesi ridarebbe credito a quella
teoria balistica della luce, che, formulata dal fisico svizzero Ritz, fu ripresa con successo
dal nostro La Rosa, entrambi prematuramente scomparsi.
Un altro appoggio alla relatività, è dato dalla cosidetta invarianza dei fenomeni ottici od
elettromagnetici, dal moto uniforme del sistema in cui essi si svolgono. Ma non è
5difficile, toglier valore anche a tale prova. Non è il caso che io tenti di spiegare ciò,
dovendo far ricorso a concetti speciali e complessi. Tuttavia, mi piace ricordare che, un
modo preciso ed elegante per ottenere tale risultato fu indicato, subito dopo la comparsa
della relatività, dal fisico svizzero Ritz, di cui si è prima discorso.
Resta da esaminare un ultimo controllo, che si suole portare a sostegno della relatività, e
che, sotto un certo riguardo, è ritenuto il più importante. Di esso tutti hanno, per lo
meno, sentito discorrere, e costituisce il maggior titolo di gloria di Einstein. Voglio con
ciò alludere, al nuovo principio introdotto da Einstein, della cosidetta equivalenza fra
massa ed energia. Secondo Einstein, questi due enti potrebbero trasformarsi l'uno
nell'altro, senza peraltro che le teorie ammesse, stabiliscano le vere cause di tale
trasformazione. Per passare dal valore della massa materiale, a quello di energia ad essa
equivalente, basta moltiplicare, secondo Einstein, quella per il coefficiente c2, cioè il
quadrato della velocità della luce.
In applicazione di tale principio, si può, per es., dire quale lavoro meccanico si potrebbe
ottenere, trasformando completamente in energia, un grammo di materia. Applicando la
detta formula, si trova che, con tale grammo si potrebbero innalzare di un centinaio di
metri, circa un miliardo di quintali; oppure ottenere circa 3000 kilowatt, per un anno. La
relazione riportata: energia = massa x c2 , costituirebbe perciò uno dei più straordinari
principii che la mente umana sarebbe riuscita a scoprire. E ciò, sarebbe inteso, sia perchè
collegherebbe due enti fisici, apparentemente del tutto diversi, sia per la colossale misura
di tale equivalenza. Esso darebbe ragione dell'enorme energia che si sprigiona nelle
trasformazioni atomiche, in conseguenza di apparente sparizione di materia. Tale
principio appare verificato dall'esperienza, con grande precisione, almeno nel caso dei
nuclei degli atomi leggeri.
Ci rimane ora a dire perchè questo fatto, che tanta importanza ha avuto ed avrà nella
storia del mondo, non debba ritenersi una prova decisiva, a favore della relatività
speciale di Einstein. Osserviamo, intanto, che la ragione di tale giudizio si ricava
anzitutto dalla considerazione di quanto è già stato detto. Non ammettendo, nè l'esistenza
dell'etere cosmico, nè il 2° postulato di Einstein, ne consegue che la velocità della luce
non può essere una vera costante. Non appare così possibile, che tale velocità, variabile
da caso a caso, possa costituire un semplice coefficiente di proporzionalità, fra massa ed
energia, le quali grandezze rappresentano delle costanti. A parte tale pregiudiziale,
esaminiamo l'argomento, sotto un altro aspetto.
Non è da credere, anzitutto, che il principio dell'equivalenza tra massa ed energia,
discenda senz'altro da quelli su cui si basa la teoria della relatività. Infatti, si conosceva,
prima di questa, un capitolo dell'elettromagnetismo, sviluppato principalmente dal fisico
olandese Lorentz, chiamato dinamica dell'elettrone. Con esso, si stabilivano certe
proprietà di quel corpuscolo (costituente elementare della materia), ed in particolare,
quella di apparire più pesante, al crescere della sua velocità. Va incidentalmente
osservato, che questo fatto, che apparisce verificato da molto tempo dall'esperienza, può
avere altra interpretazione. Ora, siccome il corpuscolo in parola, col crescere d[e]lla sua
velocità ha evidentemente assorbito dell'energia (come quando un sasso viene lanciato),
6si venne ad ammettere per l'elettrone, il principio per cui l'aumento del suo peso (cioè
l'accrescimento della sua massa) corrisponde a trasformazione dell'energia in materia[4].
Con grande arditezza, Einstein estende questo concetto a qualunque massa materiale,
anche non elettrizzata. Si dice così, perché se è possibile constatare l'accrescimento di
massa per l'elettrone, ciò avviene appunto perché esso possiede una carica elettrica. Da
ciò, Einstein arriva alla sua famosa equazione energia = massa x c2 , che, a priori, non
ha alcuna prova della sua legittimità.
Come si è detto, tale principio sembra verificato dall'esperienza, e ciò avviene con
sempre maggiore precisione, man mano che i ciclotroni od acceleratori di particelle
elementari, che si costruiscono in America, aumentano di potenza. In vista di tale
constatazione, si può ancora domandare perchè la relatività debba ritenersi inconsistente.
Si risponde osservando che questo giudizio risulta con assoluta necessità, dagli
argomenti cinematici, che sono stati prima rilevati, e che, per congruenza, occorre
spiegare altrimenti l'apparente equivalenza tra massa ed energia.
Un passo, in questo senso, è stato da me compiuto da un paio di anni, come ho già
indicato negli Atti Accademici. Accenno sommariamente ad esso. Esiste in natura una
forza che domina i più importanti fenomeni, da quelli astronomici a quelli della
superficie terrestre, o della struttura della materia. Le indagini in quest'ultimo caso,
sfuggono al nostro diretto controllo; e solo è possibile parlare di esso in modo induttivo.
Sembra perciò che in ogni caso si tratti della forza newtoniana, che tende ad avvicinare
quantità di materia, poste in presenza. Si tratta cioè della cosidetta attrazione universale.
Per vero, nel terzo caso, ora citato, cioè della struttura della materia, ossia di corpuscoli
elementari, si dice che non si ha a che fare con la stessa forza, che governa il moto degli
astri, o che genera la caduta dei travi. Si ammette, senza maggiormente chiarire, che si
tratti di una nuova forza, che si suole chiamare coesione, o nel caso dei nuclei, forza
nucleare. Queste forze, in ogni modo, sono enormi in confronto di quelle macroscopiche.
Basta pensare per convincersi di ciò, alla forza che sarebbe necessaria per tenere
aderente uno strato materiale, al resto di un corpo solido, qualora si applicasse ancora la
legge di Newton. Occorrerebbe per ciò considerare una massa attirante lo strato,
dell'ordine di milioni di volte quella del Sole.
D'altra parte, questa concezione di una forza di natura diversa, che farebbe sentire i suoi
effetti solo a piccolissime distanze, non è affatto intuitiva.
Riflettendo a tale contrasto, si può intravedere la possibilità di un nuovo fatto, sinora
ignorato. Si può così pensare, che quando due elementi materiali sono in grandissima
vicinanza, la loro attrazione debba risultare molto maggiore di quella che si può
calcolare applicando la legge di Newton. Non è il caso di preoccuparsi per ora di
concretare la nuova legge, che permetterebbe un simile accrescimento: basta aver
intravisto il principio, solo in modo qualitativo. Si spiegherebbe così, l'enorme valore
delle cosidette forze di coesione. E allora, si può compiere un ulteriore passo. Poichè è
da presumere che tali forze di coesione si manifestino principalmente fra le parti più
7pesanti dell'atomo, cioè i loro nuclei; e poichè questi nella materia sono a distanza circa
10.000 volte le loro dimensioni, è da presumere che quando i corpuscoli si siano molto
avvicinati, sì da formare dei nuclei, le forze interne di questi (cioè, principalmente quelle
che tengono uniti protoni e neutroni), debbano esser ancora di molto superiori. Se
avviene dunque la formazione di uno di tali nuclei, può darsi che il lavoro ceduto da tali
forze, sia talmente grande da permettere la liberazione di considerevoli quantità di
energia. Ciò, per esempio, si può dire, può avvenire, nella formazione del nucleo di elio,
per l'unione di 2 protoni a 2 neutroni. Poichè si conosce qual sia l'energia liberata in tale
formazione, con un calcolo grossolanamente approssimativo, si può comprendere che la
forza che lega insieme un neutrone ad un protone sia dell'ordine di 1 kg.
Ora nella concezione di Einstein, la liberazione di tale energia verrebbe a corrispondere
alla sparizione di un certo quantitativo di materia, essendo il nucleo di elio alquanto più
leggero della somma delle masse dei 4 componenti. Ma una simile ammissione non è del
tutto giustificata. Essa non dà affatto ragione, del perchè i quattro costituenti dell'elio
debbano permanentemente restare alquanto alleggeriti; o perchè essi non possano
riacquistare il loro peso (se costituenti elio), riassorbendo energia dall'ambiente, in cui si
trovano.
A una simile domanda si dà risposta, sviluppando ulteriormente l'ipotesi da me avanzata.
Si può fare infatti un'ipotesi aggiuntiva, a quella dell'accrescimento della forza attrattiva,
in conseguenza della vicinanza (ossia assai più di quanto voglia la legge di Newton).
Tale ipotesi parte dalla considerazione dell'enorme forza che le ultime particelle
elementari sono costrette ad esercitare reciprocamente, per costituire i nuclei. E si
concreta, ammettendo che la facoltà di esercitare tale forza si attenui alquanto, in tali
condizioni. Avverrebbe così, una sorta di processo di saturazione della forza attrattiva,
analogo a quanto avviene (per vero in processi macroscopici) per es., nel caso della forza
magnetica del ferro. A ciò corrisponderebbe l'apparente diminuzione di massa.
Riassumendo il risultato di tali ipotesi, si potrebbe ammettere che la comparsa di energia
nella integrazione del nucleo di elio (donde la progettata bomba H), sia dovuta al lavoro
delle forze nucleari, e che l'apparente diminuzione di massa, corrisponda all'affievolirsi
della capacità attrattiva delle particelle elementari. Una simile teoria darebbe spiegazione
soddisfacente del cosidetto difetto di massa, come non avviene servendosi della relatività
di Einstein[5].
Tutto quanto è stato sinora esposto, concerne la prima relatività di Einstein, quella cioè
formulata nel 1905. E' noto come egli, forte del clamoroso successo ottenuto, almeno in
certi ambienti, da tale sua teoria, ne formulò una seconda nel 1916. Le conclusioni di
questa sono ancora più sorprendenti della prima. Occorrerebbe fermarsi a lungo su di
essa, per dimostrarlo. Ma penso che tale critica non sia necessaria, in vista degli
argomenti raccolti per la prima.
E mi corre l'obbligo ancora di osservare che, malgrado le obbiezioni sollevate, nel suo
complesso la relatività di Einstein abbia costituito un utile strumento di lavoro. Ciò è
avvenuto in maniera simile alla funzione di uu'impalcatura, che ha permesso la
8costruzione di un solido edificio, in questa prima metà del nuovo secolo: la scienza
moderna. La relatività, per un complesso di ragioni di cui non ci rendiamo totalmente
conto, e che in ogni modo sarebbe difficile esporre, si è sostituita ad una più razionale
teoria dei fenomeni ottici ed elettromagnetici. Il fisico ed il matematico, in un prossimo
futuro, debbono cercare di formulare più compiutamente tale teoria.
E mi avvio alla chiusa di questo mio discorso. Ho voluto esporVi il mio pensiero, circa il
valore delle teorie relativistiche di Einstein. Esse sono nate nella mente di un uomo,
indubbiamente di grande ingegno, ma sostanzialmente lontano dalla speculazione
sperimentale. Fra le sue idee rimarrà certamente, a sua imperitura gloria, quella
quantistica dell'effetto fotoelettrico, che stabilì un legame intimo e mirabile, tra elettrone
e fotone. Fu per essa che egli conseguì, ben meritatamente, il premio Nobel.
Ma nel resto della sua opera ardita, troviamo degli spunti che completamente gli hanno
fatto dimenticare come l'essenza della natura non può venire inquadrata in simboli
matematici. Ricordo, a tal proposito, il detto di un grande matematico e fisico: il
Poincaré. Secondo esso, una relazione matematica può corrispondere ad infiniti modelli
fisici.
Einstein si è lasciato dominare dal concetto di attribuire determinati significati fisici
(spaziale, temporale, cinematico, dinamico, ecc.) alle formule che man mano ricavava.
Così, non si è peritato di dire, in sostanza, che i semplici fatti cinematici sono legati con
la velocità della luce; o che la forza gravitazionale costituisca una modalità prescindibile
od equivalente a premesse puramente cinematiche. Nessun fatto sperimentale giustifica
tali asserzioni.
Nel progresso della Scienza, occorre riflettere che noi mai possiamo comprendere in
pieno i principii intimi o primordiali dei fatti naturali, e che ci si debba accontentare di
stabilire soltanto certi rapporti dimensionali, tra enti diversi, che per noi è impossibile
completamente identificare.
Ad ogni modo, sembra difficile che chi si è abituato al metodo del fisico tedesco, possa
per le considerazioni da me svolte, mutare pensiero. E, persuaso che gli argomenti più
ascoltati sian quelli che si basano su nuovi fatti sperimentali, ho da anni cercato un
experimentum-crucis, che potesse costituire la migliore prova della fallacia delle teorie
di Einstein.
Ritengo di essere recentemente riuscito in ciò, quantunque, per varie ragioni, non abbia
potuto affinare i miei risultati. Si tratta della constatazione di variazioni della velocità
della luce, quando è riflessa da differenti metalli. Di ciò ho dato comunicazione in questa
Accademia, il 22 dello scorso aprile, ed in quella dei Lincei, il 6 giugno. Mi sto
occupando di sviluppare tali ricerche, pur presentandosi a me due diverse difficoltà: da
un canto la mancanza di mezzi sperimentali adeguati; e dall'altro la considerazione
dell'inesorabile legge di natura, che viene a limitare per me il tempo necessario, allo
svolgimento di un simile difficile programma di lavoro.
9Ad ogni modo, era mio dovere manifestare chiaramente il mio pensiero, su di una
questione, che, se ben risoluta, può occasionare notevole progresso della scienza.
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Note del curatore:
[1] In realtà, né l'esperimento di Michelson-Morley, né le sue ripetizioni sul Monte Wilson, eseguite
da Dayton C. Miller (un assistente dei due nel corso delle prime misurazioni) negli anni tra il 1921 e
il 1925, hanno mai dato un risultato decisamente negativo, ma soltanto un effetto non paragonabile
con un fenomeno che dipendesse dai detti 30 Km/sec. Si tratta ovviamente di questione complessa,
che non è possibile di affrontare in poche righe. Qualche cenno se ne può trovare nel sito
http://www.dipmat.unipg.it/~bartocci , al N. 12 della pagina dedicata ai Fondamenti della Fisica.
[2] In realtà, l'ipotesi di FitzGerald era ben diversa da quella di Lorentz (pur essendo entrambe
basate su considerazioni fisiche, e non su semplici speculazioni matematiche introdotte ad hoc), in
quanto non consisteva in una contrazione longitudinale (ovvero, nel senso del moto), bensì in una
dilatazione trasversale. L'effetto pratico che ne conseguiva, a spiegare il preteso "risultato nullo"
dell'esperimento di Michelson-Morley, era comunque lo stesso. Anche per questo argomento si può
rimandare al sito indicato nella nota precedente, stessa pagina, N. 15.
[3] Si tratta invece, come già annunciato in sede di presentazione, di comuni fraintendimenti della
cinematica relativistica, che non hanno alcuna efficacia contro la teoria di Einstein.
[4] Che la possibilità di trasformare massa in energia non sia un'ipotesi di origine strettamente
relativistica, è confermato tra l'altro dalla circostanza che questo principio, "uno dei più straordinari
[...] che la mente umana sarebbe riuscita a scoprire", era stato già intuito fisicamente prima della
relatività, nella sua esatta formulazione quantitativa, da un sconosciuto scienziato "dilettante"
italiano, certo Olinto De Pretto, il quale pubblicò l'equazione oggi celeberrima qualche anno prima
del fisico tedesco. De Pretto poggiava le sue argomentazioni proprio su quella teoria dell'etere che
Einstein invece abolisce (anche per qualche informazione su questa vicenda si veda il sito indicato
nella nota 1, pagina dedicata alla Storia della Scienza, punti N. 9 e C).
[5] In un lavoro del 1954, "L'inerzia non appare sempre proporzionale al peso" (Rendiconti
Accademia Nazionale dei Lincei, Vol. XVI, pp. 591-597), l'autore tornerà su questo argomento,
concludendo con le parole: "[...] viene a confermarsi la erroneità del principio ammesso da Einstein,
della trasformabilità della materia in energia e viceversa. In conseguenza, viene a mancare una delle
basi fondamentali di entrambe le teorie su ricordate, come da più anni, per semplici ragioni logiche,
io sostengo".
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