Fisica e filosofia by Werner Heisenberg

autore:Werner Heisenberg [Heisenberg, Werner]
La lingua: ita
Format: epub
pubblicato: 0101-01-01T00:00:00+00:00

La teoria della relatività

Nel campo della fisica moderna la teoria della relatività ha svolto sempre un ruolo importantissimo. Fu in relazione ad essa che venne riconosciuta per la prima volta la necessità d’un cambiamento dei principi fondamentali della fisica. Perciò una discussione di quei problemi che sono stati da essa sollevati ed in parte risolti appartiene in modo essenziale alla nostra trattazione delle implicazioni filosofiche della fisica moderna. In certo senso si può dire che - contrariamente che per la teoria dei quanta - lo sviluppo della teoria della relatività, dal definitivo riconoscimento delle difficoltà alla loro soluzione ha richiesto soltanto un periodo brevissimo. La ripetizione dell’esperimento di Michelson ad opera di Morley e di Miller nel 1904 fu la prima prova, esatta dell’impossibilità di scoprire il moto translazionale della terra con metodi ottici, e la dissertazione decisiva di Einstein apparve meno di due anni dopo. D’altra parte, l’esperimento di Morley e Miller ed il saggio di Einstein furono soltanto i passi finali d’uno sviluppo che era cominciato molto tempo prima e che può venire sintetizzato sotto il titolo: «elettrodinamica dei corpi in movimento».

Ovviamente l’elettrodinamica dei corpi in movimento rappresentava un settore importante della fisica e dell’ingegneria da quando erano stati costruiti degli elettromotori. Una grossa difficoltà si era introdotta tuttavia in questo argomento per la scoperta di Maxwell sulla natura elettromagnetica delle onde luminose. Queste onde differiscono per una proprietà essenziale dalle altre onde, per esempio dalle onde sonore: esse sembrano potersi propagare nello spazio vuoto. Quando un campanello suona in un recipiente in cui è stato fatto il vuoto, il suono non perviene all’esterno. La luce invece attraversa con tutta facilità lo spazio vuoto. Si pensò perciò che le onde luminose potessero venire considerate come onde elastiche d’una leggerissima sostanza chiamata etere invisibile e impercettibile che riempiva lo spazio svuotato d’aria come pure lo spazio in cui si trovavano altre materie come l’aria o il vetro. L’idea che le onde elettromagnetiche potessero essere una realtà di per sé, in piena indipendenza da qualsivoglia altro corpo, non passò in quel tempo per la mente dei fisici. Giacché codesta sostanza ipotetica, l’etere, sembrava penetrare gli altri corpi, sorse il problema: cosa accade se quei corpi o quella materia vengono messi in movimento? Partecipa a questo movimento e - se così avviene - come si propaga l’onda di luce nell’etere in movimento?

Esperimenti indicativi intorno a questo problema sono difficili per la ragione seguente: le velocità dei corpi in movimento sono generalmente estremamente piccole se confrontate con la velocità della luce. Per cui il movimento di quei corpi può produrre soltanto effetti piccolissimi che sono proporzionali al rapporto tra la velocità del corpo e la velocità della luce o a una potenza più alta di quel rapporto. Vari esperimenti compiuti da Wilson, Rowland, Röntgen ed Eichenwald e Fizeau permisero la misura di tali effetti con una precisione corrispondente alla potenza prima di detto rapporto. La teoria degli elettroni sviluppata da Lorentz nel 1895 poté descrivere tali effetti in modo pienamente soddisfacente. Ma allora gli esperimenti di Michelson, Morley e Miller crearono una situazione nuova.

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