IL GIORNO IN CUI LA SCIENZA FU CONTAMINATA DAL PECCATO

hiroshima 3La scienza come metodo di studio e strumento di scoperte è stata sempre considerata uno dei punti più alti dello spirito umano, che assieme alla totalità delle arti permetteva all’uomo di avvicinarsi alla divina potestà creatrice. E gli scienziati erano trattati con quella devozione che sola si deve al Creatore.  Voltaire dopo aver partecipato ai funerali di Newton nella Abbazia di Westmister sulla sua tomba volle dettare il sublime epitaffio: «Sibi gratulentur mortales tale tantumque exsistisse humani generis decus» «Gioiscano i mortali per l’esistenza di un tale e tanto grande splendore del genere umano». Newton aveva scoperto le leggi della gravità con la quale tutta l’armonia dei moti celesti, le meraviglie delle eclissi, delle stagioni, delle notti e dei giorni, degli equinozi e dei solstizi, venivano spiegate stupendamente. Il sommo genio aveva anche formulato la teoria corpuscolare della luce che era in contrasto con la teoria ondulatoria di Christiaan Huygens. Secondo Huygens la luce era un’onda che si propagava come le onde del mare o le onde acustiche in un mezzo ancora ignoto, l’etere. L’etere che nessuno aveva mai studiato ma che tuttavia era supposto costituito da microscopiche particelle elastiche pervadenti tutto l’universo.

hiroshima 1La teoria ondulatoria permetteva invece di spiegare la riflessione, la rifrazione, l’interferenza, la diffrazione della luce, fenomeni non spiegabili con la teoria corpuscolare. Vistoso intrigo della fisica teorica che venne splendidamente sciolto nel 1864 con solo 4 equazioni da un giovane scozzese di appena 33 anni: James Clerk Maxwell. Le sue divine equazioni, la cui bellezza nella stupenda simmetria che le caratterizza, può essere raffrontata alla simmetria geometrica della Scuola di Atene di Raffaello e la cui cosmica sinteticità ha il fascino manzoniano de “La sciagurata rispose”, furono come la discesa della Sapienza Divina sugli Apostoli. Con esse il campo elettrico, il campo magnetico e le loro interazioni con la materia, il loro propagarsi sotto forma di onde venivano perfettamente descritti. E ancora quelle equazioni prevedevano per le onde una velocità di propagazione assai prossima alla velocità della luce, ragione per la quale Maxwell concluse che la luce stessa fosse un fenomeno elettromagnetico. Una conclusione che fu un trionfo assoluto di tutta la fisica dell’ottocento.

Di questo gigante della fisica affascina tutto: la vita da orfano sottoposto agli abusi di un tutore, l’umiltà che con cui si propose al mondo anche quando la fama delle sue equazioni aveva varcato l’oceano atlantico e raggiunto Abramo Lincoln e poi Tommaso Edison, la sua rocciosa fede cristiana, cui rese testimonianza anche nell’approccio alla sua attività scientifica. Si dichiarava “lettore del libro della natura”. Un libro che ai suoi occhi si mostrava ordinato e armonioso, rivelatore della infinita potenza e saggezza di Dio nella sua irraggiungibile ed eterna verità. Sosteneva il successo certo della scienza e la conoscibilità della natura convinto che Dio avesse creato la mente umana a misura della sua incommensurabile complessità.

Quelle equazioni permisero a Galileo Ferraris di scoprire il motore elettrico, a Meucci il telefono, a Guglielmo Marconi la telegrafia senza fili. Fu attraverso la spiegazione che Maxwell diede della luce che i grandi pittori francesi riscoprirono la somma sapienza di colui che della luce aveva fatto lo scalpello dei suoi volti: Caravaggio, e rilessero in una forma di nuova contemplazione i colori, i paesaggi, le atmosfere, le nebbie, gli arcobaleni, insomma tutto l’incanto delle architetture naturali della luce.

Con tali giganti il mondo della fisica si colorava di colori magici e fantastici e la divina bellezza delle loro equazioni trasmetteva emozioni profonde e incancellabili. Il mondo diveniva più ricco e affascinante, la vita stessa del quotidiano si elevava progressivamente verso un benessere ignoto nei secoli precedenti.

Se l’ottocento si chiudeva con tali sbalorditive scoperte, non inferiori per complessità e altezza furono le scoperte dei primi decenni del novecento. Max Planck alle equazioni di Maxwell aggiunse un postulato di una portata immensa. Secondo lui l’energia delle onde elettromagnetiche non era proporzionale al quadrato della loro ampiezza come previsto dalla teoria classica, ma proporzionale alla loro frequenza ν secondo una costante h che nessuno sapeva cosa fosse e della quale lui stesso non colse il vero significato. Ma quella stupenda intuizione servì a spiegare un paradosso della fisica, la catastrofe dell’ultravioletto, secondo cui la densità di energia elettromagnetica sarebbe tendenzialmente infinita col crescere della frequenza ν dell’onda. Cosa fosse tale costante lo spiegò da par suo nel 1905 Albert Einstein quando ebbe a che fare con un effetto noto già da un ventennio, ma mai spiegato: l’effetto fotoelettrico. Il grande Albert spiegò che la luce si propagava come onda, ma quando incontrava un ostacolo reagiva come uno sciame di particelle, i celebri fotoni, la cui energia è direttamente proporzionale alla frequenza dell’onda corrispondente. Dunque la costante di Planck altro non era che il rapporto tra l’energia della particella e la frequenza dell’onda associata.

Che un’onda si comportasse come una particella, appariva eretico, eppure v’era in quell’asserto la spiegazione di una delle scoperte più rivoluzionarie della fisica di sempre, l’effetto fotoelettrico. Per aver perfettamente spiegato l’effetto fotoelettrico, Einstein vinse il premio Nobel, mentre altri fisici grazie ad esso scoprirono e capirono fenomeni e applicazioni, fino a noi che di quell’effetto ne facciamo un uso saggio con i pannelli fotovoltaici. Il dualismo onda-corpuscolo diveniva così un principio incontrovertibile e definitivo. A tale splendido risultato ne faranno seguito altri che porteranno alla scoperta della struttura dell’atomo e delle orbite descritte dagli elettroni. Nel 1911, Rutherford stabilì che l’atomo fosse composto dal un nucleo carico positivamente circondato da cariche negative, gli elettroni. Il suo modello di atomo soffriva tuttavia di una instabilità elettromagnetica e di una instabilità meccanica: poiché l’elettrone, nel suo moto intorno al nucleo positivo, sottoposto a un’accelerazione e irradiando energia elettromagnetica, avrebbe consumato del tutto la sua energia e sarebbe quindi dovuto cadere sul nucleo con un moto a spirale. Nel caso di atomi più pesanti, attorno ai quali ruotano più elettroni, questi ultimi sarebbero stati soggetti a una repulsione elettrostatica che avrebbe reso inoltre meccanicamente instabili le loro orbite, cosicché, a prescindere dall’irraggiamento, una qualsiasi perturbazione esterna sarebbe stata sufficiente ad alterare pesantemente la distribuzione di elettroni negli atomi. Così non era e così fu provato che le leggi della meccanica tradizionale erano inadeguate a spiegare il comportamento degli elettroni negli atomi. Occorreva una nuova matematica per spiegare compiutamente i fenomeni osservati. Ebbe così inizio l’epopea della meccanica quantistica. Non più certezze ma probabilità, non operazioni ma operatori, non più posizioni e velocità delle particelle determinate e certe, ma indeterminate e indeterminabili, per ragioni legate alla natura intrinseca di quei sistemi ondocorpuscolari che si volevano descrivere. L’equazione di Schrödinger (1926) subentrava mirabilmente alle equazioni di Newton-Hamilton, e apriva spazi a scoperte e conferme meravigliose. Alla fine degli anni ’30 con quella equazione, affascinante sintesi di tutte le conoscenze precedenti, poderosamente efficace nel descrivere il comportamento degli elettroni negli atomi, la fisica registrava ulteriori e definitivi trionfi. Dopo aver esplorato la natura intrinseca dell’atomo, essa era pronta per l’ulteriore cammino verso la scoperta dei comportamenti dei nuclei.

Di essi qualcosa era già noto come la radioattività naturale e artificiale, come i decadimenti alfa e beta, ma assai poco rispetto a quanto necessario a spiegarli, prevederli e descriverli matematicamente. Gli esperimenti e il caso arricchirono il panorama delle conoscenze, permettendo di spiegare il decadimento alfa come l’emissione di nuclei di elio e il decadimento beta come l’emissione di elettroni e neutrini, fenomeni che avvenivano naturalmente ma che potevano essere indotti anche artificialmente. Nello studio della radioattività naturale, il genio di Fermi aveva già spiegato la radioattività beta con la prima comparsa di una particella mai vista e che tuttavia avrebbe spiegato mirabilmente il miracolo della luce solare, e delle altre stelle: il neutrino, lo spazzino dell’universo che gli valse nel 1938 il premio Nobel. Se grande fu Fermi nello spiegare la radioattività naturale dei raggi beta, sommo  e tuttavia cieco fu nello studio della radioattività artificiale. La radioattività artificiale era stata studiata dai coniugi Curie con l’ausilio dei raggi alfa, i quali essendo nuclei di elio e quindi carichi positivamente venivano respinti dagli altri nuclei bombardati, anch’essi carichi di carica positiva. Fermi pensò di usare neutroni invece che particelle alfa. Ma i risultati furono scadenti fin quando non iniziò a bombardare nuclei pesanti, con numero di protoni superiore a 92. I risultati provavano che si era riusciti a produrre una significativa radioattività artificiale sostituendo come proiettili i neutroni ai raggi alfa, e come bersagli i nuclei leggeri con i nuclei pesanti. Ma la folgorante intuizione di Fermi avvenne nel 1934 quando senza apparente motivo tra la fonte di neutroni e il bersaglio interpose della paraffina, miscela di idrocarburi solidi ricavata dal petrolio. La radioattività aumentò in modo sorprendente. La sua prima spiegazione fu che la paraffina rallentando i neutroni, allungava i tempi di interazione con i nuclei e aumentava l’efficacia nel produrre la radioattività. Se corretta, quella spiegazione di Fermi sarebbe stata confermata sostituendo la paraffina con altre sostanze ricche d’idrogeno, come l’acqua. Una prima rudimentale verifica avvenne nell’acqua della vasca dei pesci nel giardino dell’Istituto di via Panisperna e fu un delirio di entusiasmo. Tanto entusiasmo fu però attutito da qualcosa che avvenne ma di cui Fermi non colse le ragioni. Qualcosa che avrebbe cambiato la sua storia e quella più grande del Mondo ma di fronte alla quale Fermi fu reso cieco. Gli sfuggì che nel caso degli elementi più pesanti il bombardamento con neutroni non generava una mutazione di un elemento in un altro, ma la scissione del nucleo bombardato in due altri nuclei con peso atomico uguale alla metà di quello dell’uranio. Dunque una fissione del nucleo di uranio in nuclidi più leggeri, con liberazione di neutroni e di una quantità immensa di energia. Quella splendida stagione che aveva avuto inizio con la nascita del secolo e l’assunto di Planck, quella stagione incontaminata così densa di scoperte e realizzazioni stava volgendo al termine anche a ragione della ormai imminente catastrofe della Seconda Guerra Mondiale. Quel fenomeno scoperto ma non spiegato da Fermi nel 1939 venne purtroppo correttamente spiegato da due fisici tedeschi Otto Hann, e Franz Strassmann e da Lisa Meitner  una ebrea che per fortuna non era stata colpita dalle epurazioni naziste. Una spiegazione che avrà effetti devastanti nel proseguo della guerra e sulle decisioni conseguenti. I tre infatti provarono che l’uranio bombardato con neutroni lenti si scindeva in due frammenti di nuclei più leggeri, con liberazione di una quantità enorme di energia, e di due o tre neutroni. Fatto di estrema importanza, che rendeva possibile la realizzazione di una reazione nucleare a catena, la tristemente famosa fissione nucleare, che con l’immensa energia che produceva, di lì a qualche anno sarebbe diventata la bomba atomica, l’arma funesta ma decisiva del secondo conflitto mondiale.

Il 6 Agosto del 1945 il mondo entrò infatti drammaticamente nell’era atomica: senza né avvertimenti né precedenti, un aereo americano lanciò una bomba nucleare sulla città giapponese di Hiroshima. L’esplosione distrusse del tutto più di sei chilometri quadrati del centro cittadino, volatilizzò ca. 90.000 vittime; 40.000 civili furono feriti, molti dei quali morirono in una prolungata e atroce agonia. Tre giorni dopo, una seconda esplosione atomica sulla città di Nagasaki uccise ca. 37.000 persone e ne ferì altre 43.000. Complessivamente le due bombe annientarono più di 200.000 giapponesi. Il disastro fu immane e inaspettato nella sua violenza e negli effetti. La morte stessa apparve ai superstiti come il privilegio goduto dai pochi rispetto ai tantissimi che subirono menomazioni e tormenti mai sperimentati. Ognuna delle energie che la bomba aveva liberato, aveva avuto effetti sul corpo e sull’ambiente. L’intensissima energia luminosa scoppiata all’improvviso perforò cornee, bruciò bulbi oculari, creò terribili e deformi caverne al posto degli occhi. L’energia termica bruciò i vestiti e denudò completamente chi era vestito o aveva parti coperte, mentre produsse ustioni cutanee gravissime a chi era a dorso nudo e la caduta dei capelli a chi era privo di copricapo. L’energia meccanica liberata per l’onda d’urto, distrusse completamente quanto era ancora in piedi trasformando una città integra in un deserto inabitabile. Ma i maggiori e più duraturi effetti furono generati dalle radiazioni. V’erano tutte: i raggi X, le radiazioni alfa, beta e le tremende e assai penetranti radiazioni gamma. Per esse furono rilevati fenomeni che non toccavano solo l’involucro del corpo, ma anche organi interni. Colpiti nei bronchi, nei polmoni, nella tiroide, nel midollo spinale, nelle componenti del sangue, nelle cartilagini, gli organismi furono tremendamente trasfigurati e consegnati alla morte in smorfie orrende di mutilazioni e dolore, in impasti purulenti e vischiosi. Molti degli oggetti lasciarono l’ombra di se stessi sui muri su cui si disegnarono in orribili commistioni di gabbie, scale, ombre di passanti, attrezzi di lavoro. Sembrava tutto un cumulo orrendo di frammenti della creazione, nella quale brancolavano allibiti e deturpati i pochi che avevano avuto la sventura di sopravvivere e i piccoli che nati pochi giorni dopo apparivano la negazione della bellezza del creato. La ragione prima di tanta orribile catastrofe furono le radiazioni gamma. Nessuno aveva studiato il modo con cui i nuclei ritornando allo stato fondamentale dagli stati eccitati, emettevano tali terribili radiazioni elettromagnetiche simile ai raggi X e ai raggi di luce ma con una frequenza immensamente maggiore e capaci di penetrare fino ai nuclei stessi dell’organismo umano, di cui modificavano la fisica e soprattutto la chimica. Gli stessi uomini che avevano immaginato e costruito quell’ordigno, lo stesso pilota che governò l’aereo che sganciò la bomba atomica, furono atterriti da quello che avevano fatto. Nessuno aveva previsto una catastrofe così mostruosa che getterà la sua orribile ombra sulla storia dei popoli che di fronte alla scienza avranno non più l’ardimento e l’ammirazione avuta per secoli, ma soprattutto avranno paura. Quella orrenda esperienza provò che anche la scienza non è immune dal peccato e dalla terribile contaminazione del Male.

.

 

 

Condividi con...Share on LinkedInTweet about this on TwitterShare on Google+Share on Facebook