Caso Heisenberg - Tesina

Esame di stato - Sezione: 5 A PNI

Il caso Heisenberg

Di Chiara Lombardi

Liceo scientifico statale “Galileo Galilei”

Anno scolastico 2012-2013

Sommario

• Fenomeno Copenaghen.................................................... pag. 2
• Una scelta difficile.................................................... pag. 3
• Heisenberg, fisico ed uomo. Chi era?........................................... pag. 4
• Quel 16 settembre del 1941.................................................. pag. 10
• La Società del Mercoledì e la Rosa Bianca.................................... pag. 13
• Una biografia da riscrivere?
• Il crollo del determinismo classico (FISICA)................................. pag. 16
• Indeterminazione nel pensiero umano: (FILOSOFIA)............................. pag. 19
• La vana speranza di una conoscenza oggettiva della realtà
• Il razionale fa leva sull’irrazionale: (STORIA).............................. pag. 22
• Le basi della propaganda nel lato oscuro dell’uomo
• The dystopia of Brave New World: (INGLESE)................................... pag. 27
• A hymn to the irrational of the human soul
• Fonti utilizzate.......................................................... pag. 30
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Fenomeno Copenaghen

L’idea di questa tesina è nata durante la lettura del testo teatrale di Michael Frayn in

Copenaghen

un’assolata giornata dell’estate scorsa.

Il testo racconta dell’incontro avvenuto il 16 settembre del 1941 tra i due fisici Werner Heisenberg e Niels Bohr a Copenaghen, ma soprattutto dell’incontro tra due grandi amici, che si trovano, da un momento all’altro, ad essere i rappresentanti di due paesi in guerra tra loro: Heisenberg della fiera e ancora vittoriosa Germania hitleriana e Bohr della piccola e indifesa Danimarca occupata.

Avendo studiato per cinque anni recitazione, mi ha colpito la scelta drammaturgica di mettere in scena un settore come quello del dibattito scientifico: si tratta, infatti, di uno degli ambiti più difficili da affrontare per il linguaggio tecnico e preciso che ci si aspetta che venga utilizzato.

L’altra particolarità di questo testo è l’attualità del tema. Prendendo come pretesto lo sviluppo della bomba atomica, Frayn pone al centro dello spettacolo un quesito scomodo: la scienza e il progresso devono avere limiti? Fin dove è lecito spingersi in nome della sete di conoscenza?

Lo spettacolo, però, è anche l’occasione per mostrare come una legge scientifica non esaurisce il suo significato solo in relazione alla fisica, ma che, con i dovuti fattori di correzione, essa si porta dietro tutto un senso filosofico più ampio e interessante al fine di conoscere interiormente l’uomo. I principi di indeterminazione e di complementarietà sono, infatti, il filtro tramite il quale l’autore dimostra l’impossibilità per l’uomo di definire con precisione il proprio agire, quella che viene chiamata indeterminacy of human thoughts.

Così si rivela come un inno all’irrazionale e in ultima analisi un elogio alla libertà di espressione

Copenaghen

dell’essere umano. L’uomo che ne esce è, quindi, un individuo complesso, non schematizzabile con una mera sequenza di cause ed effetti. È un uomo non riassumibile, non determinabile: la massima incarnazione della bellezza rappresentata dalla sua unicità di essere non ripetibile, finito e limitato nel tempo.

Sul palco prende, così, vita un dibattito fra tre soli personaggi: Werner Heisenberg, Niels Bohr e sua moglie, Margrethe. Proprio Margrethe è l’unico personaggio che ancora crede che si possa arrivare a una conclusione, che una risposta sia ancora possibile; e da questa sua convinzione deriva il suo tono incalzante e il suo nervosismo.

Nei tre atti che lo compongono, Frayn sviluppa così una sorta di Gedankenexperiment, un esperimento di pensiero. L’analogia qui con i classici esperimenti della fisica quantistica è, quindi, lampante.

Durante la ricerca, l’analisi e lo studio dell’incontro di Copenaghen, mi sono pian piano sovrapposta al personaggio di Margrethe: ho cercato in tutti i documenti dell’epoca, nelle testimonianze e in quanto scritto su questa questione una risposta soddisfacente, un’interpretazione univoca di quanto è accaduto, dimenticandomi, per quanto ho potuto, quello che sapevo fin dall’inizio, che una risposta non era trovabile.

L’estratto del testo teatrale, da me presentato in apertura di questa analisi, è parte del testo di

rivisitato sotto forma di monologo per agevolare la comprensione del brano fuori dal suo

Copenaghen,

contesto originario. Chiara Lombardi

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Una scelta difficile

Werner Heisenberg:

“C’era un articolo quel giorno su un giornale di Stoccolma secondo il quale gli Americani stavano lavorando a una bomba atomica. Che tu lo sapessi non era da escludere. Se qualcuno nell’Europa occupata aveva quest’informazione, quello eri tu.

Io volevo solo sapere se esisteva davvero un programma nucleare alleato. Almeno un accenno.

Un indizio.

Avevo appena tradito il mio Paese e rischiato la vita confidandoti di quello tedesco.

Bohr, io dovevo sapere! Ero io che dovevo decidere!

Se gli alleati stavano costruendo una bomba, che cosa sceglievo per il mio Paese?

Una volta mi hai detto che sarebbe facile sbagliare pensando che si possa nutrire meno amore per il proprio Paese se questo è piccolo e indifeso. Già, ma sarebbe un altro facile errore pensare che uno lo ami di meno perché è in errore. Io sono nato in Germania. In Germania sono diventato quello che sono.

La Germania rappresenta tutti i volti della mia fanciullezza, tutte le mani che mi hanno risollevato quando cadevo, tutte le voci che mi hanno incoraggiato e mi hanno indicato la strada, tutti i cuori che parlano al mio cuore. La Germania è mia madre vedova e il mio impossibile fratello. La Germania è mia moglie.

La Germania è i nostri figli.

Io dovevo sapere che cosa decidere per loro! Era un’altra sconfitta? Un altro incubo come quello in cui ero cresciuto? Bohr, la mia fanciullezza a Monaco è finita nell’anarchia e nella guerra civile.

Altri bambini avrebbero dovuto morire di fame, come noi? Avrebbero dovuto passare le notti d’inverno come facevo io da bambino, attraversando carponi le linee nemiche, strisciando per la campagna protetto dal buio, nella neve, per rimediare un po’ di cibo per la mia famiglia?

Ora, a posteriori, so che in quel momento, proprio mentre parlavamo, il programma alleato stava per partire. E forse stavo scegliendo qualcosa ancora peggiore della sconfitta.

Perché la bomba che stavano fabbricando doveva essere usata su di noi.

La sera di Hiroshima Oppenheimer disse che questo era il suo unico rimpianto. Che non avevano prodotto la bomba in tempo per usarla sulla Germania. Dopo non fece che lamentarsi.

Dopo, sì. Se non altro noi ci siamo tormentati un po’ prima. C’è stato uno solo tra loro che si sia soffermato a riflettere, non fosse che per un breve istante, su quello che stavano facendo?

L’ha fatto Oppenheimer? L’hanno fatto Fermi, o Teller, o Szilard? L’ha forse fatto Einstein, quando scrisse a Roosevelt nel 1939 sollecitandolo a finanziare la ricerca sulla bomba?

L’hai fatto tu, amico, quando fuggisti da Copenaghen due anni dopo e andasti a Los Alamos?

Voi, è vero, non stavate fornendo la bomba a Hitler, ma neppure la stavate sganciando su Hitler.

L’avreste sganciata su chiunque vi fosse capitato a tiro: su vecchi e donne per le strade, sulle madri e i loro bambini. E se l’aveste prodotta in tempo sarebbe toccata ai miei compatrioti. A mia moglie. Ai miei figli.

Voi non avete mai avuto la minima idea di quello che succede quando le bombe vengono sganciate sulla città. Anche quelle convenzionali. Nessuno di voi l’ha mai provato. Nessuno.

Avete lavorato alla bomba per paura. La stessa paura che stava consumando me.

Ma, Bohr, tu avresti potuto dirglielo! Avresti potuto dirglielo quello che ti avevo detto io nel 1941!

Che la scelta era nelle nostre mani. Nelle mie – in quelle di Oppenheimer!

Che avremmo potuto fermare insieme tutto il programma mondiale per una bomba nucleare.

Venendo da te questa era la mia speranza. O forse nemmeno una speranza. Un’ombra di possibilità microscopicamente remota. Una folle improbabilità.

Valeva comunque la pena di tentare, Bohr!” 3

Heisenberg, fisico ed uomo. Chi era?

Heisenberg fu un fisico tedesco di primo piano nel Novecento, Premio Nobel nel 1933 e padre della Meccanica quantistica.

Werner Heisenberg nacque il 5 dicembre del 1901 da Anna Wecklein e August Heisenberg, un insegnante del ginnasio figlio di un fabbro. La famiglia Heisenberg incarna appieno il modello della famiglia intellettuale-borghese guglielmina: la madre è una donna istruita, completamente dedita alla crescita dei figli e devota al marito, che aiuta anche nel lavoro; il padre è un uomo rigido e severo, cresce i figli secondo le convenzioni protestanti ma non dimostra di avere una fede radicata.

Werner è il secondogenito e il padre fomenta fin dalla più tenera età la rivalità fra i due fratelli: sviluppa la loro competitività nelle lezioni di musica e con giochi matematici, mettendo in palio niente di meno che il

Werner Heisenberg suo affetto e le sue attenzioni.

Proprio in questa situazione emergono le caratteristiche principali del carattere del giovane Werner, caratteristiche che poi contraddistingueranno tutta la sua vita: un viscerale amore per la matematica e una sfrenata ambizione.

Frequenta il ginnasio a Monaco, immerso in un ambiente fecondo e stimolante. Trova quasi immediatamente un appoggio nel suo maestro di matematica, Christoph Wolff, che si riferisce ai suoi risultati scolastici considerandoli un successo ottenuto per gioco. Ciononostante il piccolo Heisenberg è un ragazzo chiuso, quasi scontroso, sebbene goda dell’ammirazione dei compagni per la sua intelligenza.

Le materie in cui eccelle sono la matematica, la fisica e la religione, e ciò è causa di dispiacere del padre per la sua aridità letteraria. Consegue un esame di stato brillante, che gli permette di ottenere la prestigiosa borsa di studio per la Maximilaneum-Stiftung.

La prima guerra mondiale è appena finita e la partecipazione politica dei giovani è quasi obbligatoria in quel momento, ma Werner, a differenza del fratello, non ne è attirato; preferisce piuttosto aderire a un gruppo di duecentocinquanta ragazzi simile nell’ideologia a quello ben più famoso dei Boy Scout, i Pfadfinder: il 1 agosto del 1919 partecipa al loro primo incontro al Castello di Prinn.

“Dibattemmo appassionatamente se il destino della Germania fosse o meno più importante di quello dell’umanità, se i giovani avessero il diritto di vivere secondo le proprie convinzioni, se il sacrificio dei caduti fosse stato vanificato dalla sconfitta, se le verità personali fossero più importanti dei valori tradizionali.”

Heisenberg

Questa è solo la prima volta in cui si troverà a riflettere sul posto da assegnare nella scala dei valori alla sua patria rispetto all’umanità intera, ma si tratta di un passaggio fondamentale, ai fini di questa tesina, per capire l’educazione e il retaggio culturale con cui dovrà fare i conti più tardi il grande fisico.

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Egli diventa ben presto il leader del movimento: programma letture nella casa paterna, controlla il comportamento dei compagni vietando loro alcool e tabacco, si fa dispensatore di buoni consigli e incoraggiamenti, organizza tra il 1920 e il 1921 lezioni sull’opera e sull’astronomia per i lavoratori, fermamente convinto della possibilità e del dovere di innalzare le masse; cerca un contatto più stretto con la natura, madre benevola che lo incanta con le sue bellezze, viaggia molto per la Germania, il Sud Tirolo e si spinge fino in Finlandia.

Si iscrive alla facoltà di Fisica Teorica di Arnold Sommerfeld dell’Università di Monaco e solo dopo due mesi inizia ad analizzare, su richiesta del suo insegnante, i dati sugli spettri atomici ed elabora la spiegazione dell’effetto Zeeman, spiegazione che però sgomenta Sommerfeld che gli consiglia di sospendere il lavoro, sebbene un anno dopo il francese Landé pubblicherà esattamente gli stessi risultati.

Sarà la prima e l’ultima volta nella sua vita che si lascerà condizionare nei suoi lavori dall’opinione altrui.

Durante l’università mette a punto il suo modello dell’atomo: interpreta i doppietti e le triplette manifestate dai dati spettroscopici come una specie di effetto Zeeman interno. L’atomo dovrebbe essere quindi visto come interazione fra due o tre elettroni di valenza orbitanti attorno al nucleo circondati dagli elettroni interni che orbitano in gusci chiusi. La regione centrale sarebbe come una palla in rotazione, dotata di carica positiva netta, che si comporta come un magnete nel campo generato dagli elettroni di valenza. La “Zeitschrift fur Physik” accetta di pubblicare il suo lavoro anche se riceve parecchie critiche.

Nel ’23 incontra per la prima volta Born a Gottinga, che considera da subito interessanti gli articoli del giovane, sebbene di difficile verifica. Comunque deve aver fatto colpo, poiché, appena discussa la tesi di laurea, è richiesto dallo stesso come assistente per un semestre.

Il 15 marzo del 1924 è una data centrale nella vita di Heisenberg: conosce, infatti, Bohr a Copenaghen, colui che considererà come un padre per tutta la vita e che sarà soprannominato da lui il “Papa”, per la sua autorità sia in questioni fisiche che etiche.

Rivede, così, il secondo postulato di Bohr, lavoro che gli vale il posto di docente universitario.

Il 28 giugno dello stesso anno Bohr gli comunica che l’International Education Board gli ha assegnato una borsa di studio di mille dollari per trascorrere un anno a Copenaghen.

Parte entusiasta della generosa opportunità: si ritrova ad essere il più giovane membro dell’équipe di Copenaghen con i suoi soli venticinque anni.

Quelli sono anni caratterizzati da un progresso velocissimo nella fisica: in rapida successione Pauli riesce a rovesciare il modello della regione centrale dell’atomo di Heisenberg e Compton dimostra la natura corpuscolare della materia. Ciò non può che far cadere nello sconforto il gruppo, tant’è che Pauli minaccia di abbandonare le ricerche.

Heisenberg si ritira, quindi, sull’isola di Helgoland, un minuscolo scoglio nel mare del Nord, dove sviluppa la meccanica matriciale che mette finalmente ordine in tutte le teorie sviluppatesi in quegli anni.

L’anno successivo vede la pubblicazione dell’articolo che contiene il suo celebre Principio di Indeterminazione.

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Indeterminazione

1 Non ci soffermeremo ora su questo evento, in quanto sarà materiale della seconda parte di questo scritto.

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Nel giugno del 1928 ottiene la cattedra di Fisica Teorica di Lipsia, viene richiesto anche da università americane e svizzere ma Heisenberg non ha e non avrà mai intenzione di lasciare la sua amata patria.

Si rivela un ottimo insegnante, riuscendo in un solo anno a ricostruire i corsi e raddoppiare gli iscritti.

L’anno successivo sospende, però, la sua attività all’Università, prendendosi un anno sabbatico che sfrutta per girare il mondo e per divulgare le nuove scoperte. Si innamora di Chicago, dove viene accolto calorosamente, prima di proseguire il viaggio fino in Giappone e poi in India.

Torna a Lipsia in tempo per l’inizio del semestre invernale e i cinque anni che seguiranno saranno ricordati dal fisico come l’età dell’oro, sebbene a questo periodo risalga anche la morte del padre per malaria.

Dopo questo periodo idilliaco la situazione in patria si fa di giorno in giorno sempre più nera: il 30 gennaio del 1933 Hitler diventa cancelliere e solo qualche mese dopo sono promulgate le leggi per il servizio pubblico professionale, con cui vengono cacciati insegnanti e alunni ebrei.

All’inizio del semestre estivo già si vedono i primi effetti: Haber, Franck si dimettono, Born si ritira in Italia non volendo far crescere i propri figli in una tale situazione, Einstein, in America per alcuni convegni, non torna più in patria. Heisenberg è confuso, non sa che cosa fare e cerca consiglio nell’ormai ultrasettantenne Max Planck:

“Lei è venuto a chiedermi consiglio su questa faccenda politica ma credo di non essere in grado di aiutarla. Non c’è speranza di fermare la catastrofe che si sta per abbattere sulle nostre università e su tutta la Germania. Sono certo, però, che se riusciremo a guidare gruppetti di giovani di mente acuta e retta attraverso i tempi spaventosi che stiamo per vivere, avremo fatto molto affinché la Germania, dopo la guerra, possa risorgere.” Max Planck

Sicuramente quanto ci è stato riportato da Heisenberg nelle sue biografie di questo incontro è stato in parte romanzato e riscritto alla luce degli avvenimenti che succederanno di lì a poco, parlare infatti di guerra è sicuramente un’anticipazione storicamente improbabile, ciononostante il cuore del messaggio del vecchio maestro è ben chiaro: resistere e cercare di mitigare il più possibile i danni.

Una sorta di resistenza passiva, che, come vedremo, si abbina bene al carattere del grande fisico.

Personalmente, però, è per lui un periodo di grandi successi e riconoscimenti: ottiene prima la medaglia Max Planck, massima onorificenza tedesca per i contributi dati alla fisica, e poco tempo dopo il Premio Nobel.