Intelligenza umana, credenze e concetti preesistenti sono elementi che hanno giocato un ruolo importante nello sviluppo delle teorie scientifiche e hanno indotto grandi scienziati a commettere degli errori, una regola cui non è sfuggito nemmeno il più grande di tutti: Albert Einstein.
La ricerca scientifica si basa sulla relazione tra la realtà della natura, così come essa è osservata, e una rappresentazione di questa realtà, che viene formulata da una teoria utilizzando un linguaggio matematico.
Affinché una teoria possa ritenersi valida, è necessario che vi siano delle prove sperimentali valide e che sia possibile riprodurre tali prove in contesti diversi.
Attraverso questo approccio, utilizzato per circa 4 secoli, è stato costruito il corpo della conoscenza che oggi abbiamo della natura. I risultati raggiunti sono il frutto dell’intelligenza dell’uomo, e soprattutto dei suoi concetti e credenze preesistenti, che possono influenzare il progresso della scienza.
La rivoluzione della relatività generale di Einstein
Nel suo lavoro sulla relatività generale, Einstein ha scritto l’equazione che descrive l’evoluzione dell’universo nel tempo. La soluzione di questa equazione dimostra che l’universo è instabile, che non è un’enorme sfera con un volume costante e con stelle che le girano intorno, così come abbiamo creduto per diverso tempo.
Fino all’inizio del XX secolo, la gente viveva con l’idea, ben radicata, di un universo statico, dove le stelle erano considerate fisse, immutabili. Si tratta, probabilmente, di un retaggio culturale di origine aristotelica, che considera il cielo immutabile, diversamente dalla Terra, a cui sono associate caratteristiche di mutevolezza.
Questa interpretazione della natura ha impedito, nel mondo occidentale, di registrare un evento astronomico rilevante, quale la produzione di luce da parte di una supernova, rilevato invece dai cinesi intorno al 1054.
Trattandosi di un fenomeno legato alla mutabilità di una stella, lo stesso non poteva essere accettato dal pensiero dominante in Europa, in quanto avrebbe contraddetto palesemente l’idea del cielo immutabile. Tecnicamente, una supernova rappresenta un evento molto raro, che può essere osservato a occhio nudo una volta in un secolo. il caso più recente risale al 1987. Per questo motivo Aristotele aveva quasi ragione nel pensare che il cielo fosse invariabile – almeno sulla scala della vita umana.
E proprio per soddisfare la linea di pensiero di un universo statico, Einstein introdusse nelle sue equazioni una costante cosmologica, che congelava lo stato dell’universo. La sua intuizione però lo ha condotto fuori strada: nel 1929, quando Hubble dimostrò che l’universo era in espansione, Einstein ammise di aver commesso “il suo più grande errore”.
Nello stesso periodo in cui Einstein elaborava la sua teoria sulla relatività, si sviluppavano i primi principi della meccanica quantistica, che descrive i fenomeni fisici su scala infinitamente piccola.
Lo stesso Einstein ha fornito un importante contributo all’evolversi della meccanica quantistica, scoprendo che la luce, tradizionalmente descritta come un’onda, può comportarsi anche come aggregato di particelle. Ma, nonostante l’apporto fornito, Einstein manifestava forti perplessità sul principio fondamentale della meccanica quantistica, ovvero che il mondo delle particelle si slega da uno stretto determinismo e viene descritto solo da funzioni di probabilità.
Tali perplessità sembrano risentire dell’influenza della filosofia greca.
Platone infatti insegnava che il pensiero dovesse rimanere qualcosa di nobile e non farsi contaminare dai precetti della scienza. Lo stesso Einstein era convinto che il pensiero puro fosse capace di catturare completamente la realtà, ma la casualità quantistica contraddice questa ipotesi e introduce il principio di indeterminazione (di Heisenberg), il quale ci impedisce di conoscere contemporaneamente due quantità diverse della stessa particella con la stessa precisione.
Einstein non accettava questa indeterminazione di fondo, come tra l’altro espresso dalla sua famosa frase: “Dio non gioca a dadi con l’universo”.
Egli immaginava l’esistenza di variabili nascoste, come per esempio numeri ancora da scoprire oltre la massa, la carica e lo spin, utilizzati dai fisici per descrivere le particelle. Ma gli esperimenti non hanno mai sostenuto questa sua idea. È innegabile che esista una realtà che trascende dalla nostra comprensione – non possiamo conoscere tutto sul mondo dell’infinitamente piccolo.
Nell’ambito del processo che ha portato all’evoluzione del metodo scientifico, un ruolo importante lo ha svolto l’immaginazione, attraverso l’ideazione dei cosiddetti esperimenti mentali. Lo stesso Einstein, nel fornire numerosi esempi di esperimenti mentali, parte dal presupposto che l’immaginazione sia più importante della conoscenza.
Immaginazione e intelligenza, se miscelate nella giusta proporzione, danno vita all’intuizione, ovvero a un salto di qualità nella conoscenza, che va al di là della pura razionalità. Le intuizioni, o “fiori” dello spirito umano, non sono le stesse per ognuno di noi – il cervello di Einstein ha prodotto l’equazione “E=mc2” , mentre il cervello di Proust ha inventato mirabili metafore.
L’intuizione nasce in modo casuale, ma questa casualità è strettamente legata all’esperienza, alla cultura e alla conoscenza dell’individuo.
Senza la casualità, gli individui rimangono confinati nella conoscenza di un strato superficiale della realtà, dove vigono l’ordinarietà e i vincoli, senza la capacità di scendere più in fondo.
Il caso, per fortuna, ha compiuto dei miracoli nel corso della storia, e ha generato grandi figure, tra cui l’oggetto del nostro articolo: Albert Einstein.
Ma tuttavia, anche lui ha commesso i suoi errori. Il suo “primo errore” consisteva nel rifiutare la possibilità che l’universo abbia avuto un inizio. Invece, gli esperimenti hanno dimostrato che si sbagliava. La sua frase su Dio che gioca a dadi si traduce nel suo rifiuto ad accettare la presenza del caso nell’evoluzione della natura.
Le prove sperimentali della meccanica quantistica, però, hanno dato dimostrazione che è necessario imporre dei margini di casualità per spiegare i fenomeni fisici dell’infinitamente piccolo. Einstein rimase convinto del suo rifiuto.
Per lui, il cervello umano sarebbe stato capace di comprendere cosa sia l’universo. Con maggiore modestia, Heisenberg ci insegna che la fisica si limita a descrivere come reagisce la natura in circostanze date.
La teoria quantistica dimostra che non siamo in grado di avere una comprensione totale dell’universo. In cambio, ci viene offerta la casualità, che porta frustrazioni e pericoli, ma anche benefici.
Simone Weil, nel suo Gravity and Grace, dice che “l’uomo può sfuggire alle leggi di questo mondo solo per una piccola frazione di tempo. Istanti di pausa, di contemplazione, di pura intuizione… È solo all’interno di questi piccoli attimi che il genere umano può elevarsi a un livello superiore”.
Einstein è l’esempio perfetto di un essere intuitivo e dotato di elevata immaginazione e il suo rifiuto della casualità è quindi un paradosso, perché la casualità è ciò che rende possibile l’intuizione, consentendo processi creativi sia nella scienza che nell’arte.
