90 anni fa: 1913, l'anno delle rivoluzioni

Alessandro Pascolini

L'immagine corrente della storia ridotta agli aspetti politici e dinastici relega il 1913 fra gli anni meno interessanti del secolo scorso: un colpo di stato in Messico lascia sul terreno Francisco Madero e porta alla presidenza Victoriano Huerta, e in Italia il patto Gentiloni apre il parlamento ai cattolici dopo il “non expedit”. Eppure quest'anno può venir considerato un anno di rivoluzioni come pochi altri nella storia: una serie di eventi produce profonde modifiche in tutti i campi della cultura segnando irrevocabilmente dal 1913 tutto il ‘900.

A Praga escono La Condanna e Metamorfosi (Fig.1) di Franz Kafka, a Dublino James Joyce pubblica - a sue spese - Dubliners, a Parigi Marcel Proust inizia, con Du cóté de chez Swann, la sua Recherche, mentre a Vienna Sigmund Freud dà alle stampeTotem e tabù. Vasily Kandinsky espone a Berlino Improvisation 33 e pubblica il suo credo artistico in Uber das Geistige in der Kunst inbesondere in der Malerei; a Parigi Amedeo Modigliani trova la sua personale poetica sviluppando le Cariatidi, mentre Marc Chagall chiude la sua prima stagione parigina con Il violinista, Parigi dalla finestra, Coppia di amanti. Anche a Vienna compaiono opere importanti, con Mutter und Tochter di Egon Schiele e Alma Mahler di Oskar Kokoschka, ed il cubismo giunge negli Stati Uniti con l’Armory Show a Nuova York, dove Marcel Duchamp sconvolge i visitatori con Nu descendant un escalier (Fig.2).

Ma anche la smaliziata società parigina subisce uno shock alla prima de Le sacre du printemps, ove irrompe la musica atonale di Igor Stravinsky (Fig.3) con le audaci coreografie di Vaslav Nijinsky. Berlino, altra capitale della musica, altra rivoluzione: non si sono ancora spenti gli echi del Pierrot lunaire (Fig. 8) di Arnold Schonberg che apre la stagione della dodecafonia. Al carnevale di Monaco Rudolf von Laban allestisce le sue prime coreorafie (Fig. 4), premessa del balletto moderno.

Anche nella scienza c’è intenso movimento: Gowland Hopkings caratterizza le vitamine, William Henry Bragg col figlio William Lawrence usa la diffrazione dei raggi-X per la determinazione della struttura molecolare e cristallina, , Francis William Aston scopre gli isotopi stabili, Lawrence J. Henderson dimostra che la vita è un processo di controllo e di compensazione dei parametri chimico-fisici dell’ambiente cellulare, Henry Norris Russell riferisce le proprietà stellari allo spettro della luce emessa, aprendo lo studio dell'evoluzione stellare, Alfred Wegener propone la teoria della deriva dei continenti, Karl Jaspers analizza la natura della malattia mentale ed il Deutsches Museum apre un capitolo nuovo per la divulgazione scientifica con il primo planetario, prodotto, naturalmente, dalla Carl Zeiss.

Ad un altro giovane, della classe 1885, è dovuta una profonda rivoluzione nella fisica: nel 1913 escono in Inghilterra i tre articoli con cui Niels Bohr (Fig. 5) descrive la struttura degli atomi e delle molecole, punto di arrivo della millenaria visione atomistica, ma soprattutto fondamentale svolta della fisica contemporanea.

Dai modelli dell'atomo alla teoria atomica

Quando, all'inizio del secolo diciannovesimo, gli scienziati ripresero seriamente l’antica ipotesi atomica, immediatamente riconobbero necessario dotare gli atomi di una struttura interna, smentendo la stessa accezione semantica del termine “atomo”, l'indivisibile. Ampère, Biot, Cauchy, Poisson, Fechner, Weber, Thomson, Perrin, Nagaoka, Stark, Haas, van den Broek, Nicholson, Rutherford proposero vari modelli della costituzione dell’atomo, cercando di includere le novità che si venivano scoprendo, gli elettroni, i raggi-X, la radioattività e sopratutto le linee spettrali.

Lo aveva detto fin dal 1902 Max Planck, subito dopo aver risolto, con l'introduzione dell’ipotesi dei quanti, il problema della radiazione continua emessa od assorbita dai corpi: ora che il problema della natura della luce bianca può considerarsi risolto, ... la questione concernente la natura della luce delle linee spettrali sembra appartenere ai più difficili e complicati problemi che si siano mai posti. Nei primi 10 anni del secolo si era giunti alla conclusione che le linee spettrali, che si erano individuate fin dai primi dell'800 nella radiazione emessa dalle stelle e dalle sostanze chimiche, fossero legate alle proprietà degli atomi, costituissero una specie di “codice a barre” caratteristico delle singole strutture atomiche, la cui decifrazione avrebbe permesso di penetrare finalmente nel cuore della materia.

Come osserva Hermann Weyl, era divenuta moda limitarsi a cercare delle immagini, analogie in grado di coprire domini fattuali strettamente circoscritti, e costruire modelli meccanici che rendessero conto di certi aspetti dei fenomeni in questione, ma che non necessariamente dovessero venir presi sul serio quali spiegazioni. Invece Bohr seppe trasformare un modello atomico da analogia meccanica a schema strutturale e svilupparlo in una teoria generale e rigorosa dei fenomeni atomici.

Per spiegare i risultati degli esperimenti sulla diffusione dei raggi alfa dalla materia, scrive Bohr nel primo dei sui articoli del 1913, il prof. Rutherford ha proposto una teoria della struttura degli atomi. Secondo questa teoria, gli atomi consistono di un nucleo carico positivamente circondato da un sistema di elettroni tenuti assieme da forze attrattive verso il nucleo; la carica negativa totale degli elettroni è uguale alla carica positiva del nucleo. Inoltre, si assume che la parte essenziale della massa dell’atomo risieda nel nucleo, che ha dimensioni estremamente piccole rispetto alle dimensioni dell'atomo intero.... Volendo spiegare alcune delle proprietà della materia sulla base di questo modello atomico, si incontrano tuttavia difficoltà di seria natura originanti dall'apparente instabilità del sistema di elettroni.

Tali difficoltà attrassero l'attenzione di Bohr, che era convinto che per spiegare i fenomeni atomici fosse necessario un allontanamento radicale dalle concezioni classiche. Per questa attitudine dialettica, egli accolse il modello di Rutherford proprio perché l'evidenza chimica e fisica della stabilità delle strutture atomiche e molecolari costituiva una contraddizione così acuta con la sua instabilità secondo l'elettrodinamica classica. Una volta accertato che la stabilità dell'atomo di Rutherford era al di là delle teorie classiche, egli poteva prenderla per garantita senza ulteriori analisi e procedere a svelare le conseguenze ulteriori del modello e ricercare un contesto teorico in cui potesse acquisire le caratteristiche proprietà dei sistemi atomici.

Nella ricerca di concetti completamente nuovi su cui costruire la nuova meccanica non si doveva guardare lontano: la scoperta fondamentale di Planck del quanto elementare d’azione aveva svelato un nuovo aspetto di atomicità nelle leggi naturali. In assenza di una teoria, Bohr propose per la descrizione quantistica degli atomi due postulati:

1 fra gli stati di moto possibili in un sistema atomico esiste un certo numero di “stati stazionari”, i quali, nonostante il moto delle particelle in questi stati obbedisca in larga parte alle leggi della meccanica classica, possiedono una stabilità peculiare, non spiegabile meccanicamente, di natura tale che ogni cambiamento permanente del moto del sistema debba consistere in una transizione completa da uno stato stazionario all'altro;

2 se da un lato, in contraddizione con la teoria elettromagnetica classica, non vi è radiazione dall'atomo negli stati stazionari, dall'altro un processo di transizione fra due stati stazionari può essere accompagnato da emissione di radiazione elettromagnetica di frequenza costante. Questa frequenza non ha alcuna relazione semplice con il moto delle particelle dell'atomo, ma è data dalla relazione hn= E’-E’’, dove h è la costante di Planck e E’ ed E’‘ sono i valori di energia dell'atomo nello stato iniziale e finale del processo radiativo.

Con questi postulati Bohr ottenne un'interpretazione teorica della regolarità degli spettri, che fino allora era sfuggita a ogni comprensione, ma soprattutto rivelò la funzione universale del quanto d’azione quale elemento stabilizzatore nella struttura e nell’interazione di materia e radiazione. Planck stesso ricevendo il premio Nobel nel 1921 riconobbe che l'ipotesi dei quanti riceve il suo massimo supporto dalla fondazione e dallo sviluppo della teoria dell'atomo di Niels Bohr. Perché toccò a questa teoria di scoprire, nel quanto d'azione, la chiave a lungo cercata per la porta d'ingresso al paese incantato della spettroscopia, che dalla scoperta dell'analisi spettrale aveva ostinatamente respinto ogni sforzo di effrazione. E appena la via fu aperta, un'improvvisa ondata di nuove conoscenze si riversa su tutto il campo e sui campi vicini sia della fisica sia della chimica.

Ma la ricerca sulla struttura atomica doveva portare ancora molto più lontano, come osserva Rosenfeld: l'elucidazione della costituzione atomica della materia è stata uno dei più significativi progressi nella conoscenza del nostro tempo; non solo perché ha posto su sicuri fondamenti una concezione universale del funzionamento più intimo di tutti i sistemi materiali dalle galassie agli organismi viventi ma anche perché, inaspettatamente, ha generato una comprensione approfondita della struttura e del significato di una teoria scientifica. Nel caso attuale siamo stati posti di fronte non solo a nuove leggi di natura, ma addirittura a una nuova forma di relazione logica fra concetti fisici: questo è uno dei rari casi in cui si fu costretti a un profondo esame dei presupposti per l'uso dei concetti che fino ad allora si erano applicati senza restrizioni.

Rivoluzioni e promozione della cultura

Ma le rivoluzioni del 1913 non sono finite: Detroit vede la prima catena di montaggio nello stabilimento di Enry Ford (Fig.6), la R.J. Reynolds inizia a produrre le Camel, in Russia Igor Sikorsky inaugura il volo commerciale trasportando 8 passeggeri sul primo quadrimotore, negli USA si introduce la tassazione individuale, e mentre le suffragette marciano su Washington per ottenere il diritto di voto, Gabrielle “Coco” Chanel (Fig.7) apre la sua prima boutique. Ogni campo culturale è rimasto profondamente segnato dalla rivoluzione del 1913, da cui è uscito delineato il paesaggio concettuale, e non solo, del ‘900.

In realtà è molto improbabile che il processo “rivoluzionario” sia unico e che le manifestazioni nei vari campi siano solo il riflesso di un unico Zeitgeist [nota 7]. Nei vari settori si è ovviamente arrivati alla “rivoluzione” seguendo specifiche dinamiche interne e la storia personale dei singoli protagonisti, e volerli mettere insieme può essere frutto di un abbaglio, segno di ingenuità, una forzatura arbitraria: tuttavia aiuta a vedere l'evoluzione della cultura in modo unitario, superando le divisioni in compartimenti stagni cui una certa tradizione preferisce ridurla.

Più volte in questa rivista abbiamo affrontato i problemi della cultura scientifica e della comunicazione della scienza. Io considero vitale creare stretti collegamenti ad ampio raggio per controbattere la presente fuga dalla cultura, non solo scientifica: la scienza non si difende riferendola al “mercato”, insistendo solo sulle applicazioni immediate, ma ribadendo il suo ruolo culturale raccordato agli altri momenti alti del pensiero.

Una strategia efficace per un nuovo umanesimo è proprio un'azione di promozione globale: le varie facce della cultura, artistica, letteraria, scientifica possono influire a delineare una visione globale del mondo che si sappia imporre sul tragico analfabetismo e l'assenza di valori attuali.

Dopo tutto, come fa dire Musil a Ulrich (ancora nel 1913!), c'è un solo dovere per l'Azione Parallela: porre mano ad un inventario generale dello spirito! Dobbiamo fare suppergiù quello che sarebbe necessario se il 1918 fosse l'anno del Giudizio Universale e bisognasse farla finita con lo spirito antico e dare vita ad uno spirito più alto. Istituisca in nome di Sua Maestà un segretariato terreno dell’esattezza e dell'anima; tutti gli altri problemi prima di questo o sono insolubili o sono soltanto dei problemi apparenti.

In collaborazione con l' Istituto nazionale di fisica nucleare