Da studente mediocre a premio Nobel
Albert Einstein è stato studente e professore all'ETH di Zurigo. Quest'anno ricorre il centenario del suo Premio Nobel per la fisica. Ma quanto c'è di ETH in Einstein? E quanto Einstein è ancora nell'ETH?
Quando l'ETH Albert Einstein si presentò al professore per lo stage di fisica nel marzo del 1899, si trovò di fronte a un brutto momento. Il ventenne non era quasi mai andato a lezione negli ultimi mesi. Invece del monotono lavoro di laboratorio, Einstein aveva preferito dedicarsi allo studio autodidattico con i maestri di fisica teorica. Il conto gli fu prontamente pagato: Jean Pernet lo bocciò con una A piena per mancanza di diligenza. Ma a Einstein non sembrò importare molto. Quando il professore gli chiese perché non avesse preferito studiare medicina, legge o filologia, rispose bruscamente: "Perché non ne ho il talento, professore. Perché non dovrei almeno provare con la fisica?".
? anche grazie alla fiducia in se stesso del giovane Einstein che quest'anno si celebra il centenario del suo Premio Nobel. Fu premiato per i suoi servizi alla fisica teorica e in particolare per la scoperta della legge dell'effetto fotoelettrico.
Oggi Einstein è una presenza fissa all'ETH di Zurigo. ? considerato l'alunno più famoso dell'ETH ed è raffigurato sul sito web della scuola universitaria e presentato in uno speciale tour di visita. Numerosi suoi scritti si trovano negli archivi dell'ETH, un busto adorna il 中国足球彩票 H?nggerberg, un caffè nella Polyterrasse porta il suo nome e presto i visitatori potranno persino chattare con un Einstein digitale. Ma quanto c'è di ETH in Einstein? Che influenza ha avuto il periodo trascorso come studente e professore all'ETH sui suoi successi successivi? E quanto sono rilevanti le sue teorie ancora oggi?
"Vagabondo e solitario"
Albert Einstein iniziò i suoi studi all'ETH, allora ancora chiamato Politecnico di Zurigo, nell'ottobre del 1896. A soli 17 anni, era uno degli studenti più giovani. Per quattro anni seguì principalmente corsi di fisica e matematica, ma anche di letteratura e storia. Si rese conto più volte di poter ottenere solo note mediocri. Per essere un buon studente, scrisse nelle sue memorie dell'ETH nel 1955, "bisogna avere una mente facile, la volontà di concentrare le proprie energie su tutto ciò che viene presentato, l'amore per l'ordine, scrivere ciò che viene presentato nelle lezioni e poi lavorarlo coscienziosamente. A me mancavano tutte queste qualità, e me ne sono reso conto con rammarico".
Lo studente Einstein, che si definiva "vagabondo e solitario", aveva un entusiasmo quasi insaziabile per le teorie e i problemi fisici del suo tempo. Poiché all'ETH all'epoca si insegnava poco - le teorie di Maxwell sull'elettromagnetismo o la termodinamica di Boltzmann, ad esempio, non facevano parte del programma di studi - egli acquisì queste conoscenze in gran parte attraverso lo studio autodidattico. "Già in giovane età, Einstein era ispirato da una profonda sete di conoscenza. Voleva andare a fondo delle cose che non erano ancora state comprese e metteva radicalmente in discussione gli attuali paradigmi fisici", spiega il professore emerito di fisica dell'ETH Hans Rudolf Ott.
Il fatto che Einstein abbia completato con successo i suoi studi a 21 anni, nonostante la sua mancanza di entusiasmo per il piano di studio, è dovuto non da ultimo al suo amico, lo studente di matematica Marcel Grossmann. Furono soprattutto gli appunti delle lezioni di Grossmann, meticolosamente preparati, ad aiutare Einstein, spesso assente, a portare a termine gli studi. Tuttavia, non fu sufficiente per ottenere un buon voto finale. Con una media di 4,91, Einstein è il secondo peggior studente della sua classe e l'unico a cui non viene offerto un lavoro come assistente di ricerca.
L'anno dei miracoli a Berna
Dopo la laurea all'ETH, Einstein si mantenne inizialmente con vari lavori saltuari, ad esempio come insegnante privato a Berna. Solo nel giugno 1902, su raccomandazione del padre di Grossmann, trovò un lavoro come esperto tecnico presso l'ufficio brevetti di Berna. Lì, lontano dall'ambiente accademico, Einstein pubblicò non meno di 33 articoli nel tempo libero fino al 1909. Tra questi, i più importanti riguardano la teoria della relatività speciale e l'ipotesi dei quanti di luce, per i quali gli fu successivamente assegnato il Premio Nobel.
Furono queste pubblicazioni, alcune delle quali stravolgevano la visione del mondo della fisica classica, ad aprirgli la strada della carriera universitaria dopo numerose delusioni e battute d'arresto: dopo due anni come professore all'Università di Zurigo e un anno a Praga, Einstein tornò alla sua alma mater, l'ETH, nel 1912 come professore di fisica teorica all'età di 33 anni. La sua reazione alla tanto attesa chiamata da Zurigo fu caratteristica: "Alleluia!", scrisse all'amico Alfred Stern, professore di storia dell'ETH di Praga.
Il contributo di Zurigo alla teoria della relatività
"Grossmann, devi aiutarmi, altrimenti impazzirò": così si dice che Einstein abbia salutato la sua ex ancora di salvezza dei tempi in cui era studente, quando i due si incontrarono per la prima volta dopo il suo arrivo a Zurigo. Einstein aveva già con sé da Berna e da Praga le idee fisiche più importanti della sua teoria generale della relatività. Ciò che ancora gli mancava era l'appropriata forma matematica di espressione. In questo momento critico, la mancanza di interesse di Einstein per la matematica superiore divenne quasi la sua rovina. Ma Grossmann, oggi professore di matematica all'ETH, dà ancora una volta una mano al disperato Einstein.
In nove mesi di intensa tensione e concentrazione, i due lavorarono a una prima bozza della Teoria generale della relatività e della gravitazione, che fu pubblicata nel 1913 ed era già molto vicina alla versione finale. Einstein annotò le equazioni quasi corrette nel suo taccuino di Zurigo, ma ne riconobbe il pieno significato solo tre anni dopo, quando era già professore a Berlino. Lascia infine l'ETH dopo appena un anno e mezzo. La chiamata alla rispettata Accademia prussiana delle scienze era troppo allettante. Nemmeno la generosa offerta di una doppia cattedra presso l'Università e l'ETH di Zurigo nel 1918 riuscì a convincerlo a tornare in Svizzera.
GPS, laser e celle solari
Albert Einstein morì nell'aprile del 1955 all'età di 76 anni a Princeton, dove aveva condotto ricerche dopo il 1933. Tuttavia, le sue scoperte rivoluzionarie continuano a vivere sia nella nostra vita quotidiana che nella ricerca. Ad esempio, un mondo senza GPS sarebbe oggi quasi inconcepibile. ? stato Einstein a prevedere nella sua teoria generale della relatività che gli orologi a bordo dei satelliti funzionano più lentamente di quelli a terra. Se non si tenesse conto di queste differenze temporali, ogni giorno forniremmo posizioni errate di diversi chilometri.
Con la sua ipotesi dei quanti di luce e il suo lavoro sulla teoria della radiazione di Planck, Einstein ha anche fornito basi essenziali per il successivo sviluppo dell'onnipresente tecnologia laser e della generazione di elettricità attraverso le celle solari.
La ricerca di Einstein continua a vivere
"La fisica di oggi sarebbe impensabile senza Einstein. La teoria generale della relatività è fondamentale per la nostra comprensione del mondo e del cosmo", spiega Lavinia Heisenberg, professoressa dell'Istituto di fisica dell'ETH di Zurigo. Negli ultimi anni è stata confermata più volte: in primo luogo con il rilevamento delle onde gravitazionali, che hanno aperto ulteriori prospettive sulla formazione e sui cambiamenti della fisica. In secondo luogo, l'anno scorso un team internazionale di ricercatori è riuscito a visualizzare per la prima volta un buco nero. Sebbene Einstein avesse previsto questi fenomeni in modo matematico, egli stesso non credeva nella loro esistenza.
Inoltre, cosmologi come Lavinia Heisenberg stanno ancora lavorando su questioni che risalgono a Einstein: Ad esempio, non è ancora chiaro se la teoria della relatività si applichi anche alle unità molto piccole della fisica quantistica. Inoltre, la teoria di Einstein porta a singolarità ancora irrisolte nella ricerca sull'universo primordiale e sui buchi neri. "Questi problemi ci terranno impegnati per molti anni a venire, ed è per questo che Einstein, come Newton prima di lui, non scomparirà dalla scena", sottolinea Heisenberg. Alla fine, per lo studente mediocre è stato salario provare a fare fisica nel 1899. E non solo per l'ETH.