Fisico tedesco naturalizzato statunitense.

Einstein è sicuramente stato uno fra i più importanti scienziati del secolo scorso, una vera icona dello scienziato teorico.

Era il figlio primogenito di Hermann e Pauline Einstein. Trascorse i primi anni della propria vita a Monaco, città nella quale la famiglia, di origine ebraica, possedeva una piccola azienda che produceva macchinari elettrici. Oltre a ricevere un'educazione scolastica, da bambino gli furono impartiti insegnamenti privati di violino e di giudaismo e già da ragazzo mostrò una notevole predisposizione per la matematica e la geometria.

In seguito, a causa di ripetuti dissesti finanziari, si dovette trasferire per un breve periodo a Milano e poi a Zurigo (1896), dove continuò gli studi e si laureò nel 1900 ed ottenne successivamente il dottorato in matematica e fisica. Nel 1901 iniziò a lavorare come supplente di scuola superiore, e sposò Mileva Maritsch, dalla quale ebbe due figli prima di divorziare. Anni dopo Einstein sposerà sua cugina Elsa Einstein. Dopo la laurea continuò a dedicarsi intensamente ad alcuni problemi di fisica teorica anche quando, per risolvere più immediati problemi economici, prese la cittadinanza svizzera per assumere un modesto impiego presso l'Ufficio Brevetti di Berna (1902).

Sempre nel 1901, appena ventiduenne, pubblicò il suo primo articolo, apparso su Annalen der Physik, riguardante il fenomeno della capillarità. Fin dal principio Einstein dimostrò di avere doti fuori dal comune nell'individuazione dei problemi e grande intuito nella loro risoluzione. Uno degli argomenti ai quali dedicò i primi anni della ricerca fu lo studio della termodinamica, soprattutto per il desiderio di trovare le leggi generali che da essa si potessere trarre per spiegare il comportamento dei sistemi, espresse in termini di parametri macroscopici, e poi i suoi stessi principi fondamentali, partendo dall'analisi dei costituenti elementari della materia.
Sul modello degli studi di ispirarono Clausius e Maxwell, che avevano puntato verso la creazione di una teoria cinetico-molecolare della materiale, e di Boltzmann, che vi aveva applicato le nozioni di probabilità fondando la meccanica statistica (la quale affiancava la termodinamica mostrando i fenomeni sotto un'altra angolazione), Einstein si propose di raggiungere una visione più profonda e immediata delle leggi della termodinamica. A tal scopo scrisse tre articoli negli anni 1902-1904, ove elaborò una sua versione della meccanica statistica che sarebbe risultata diversa, anche se largamente sovrapponibile, a quella esposta nel 1902 da J. Willars Gibbs (e che Einstein non conosceva).

Proseguendo su questa strada, egli analizzò ulteriori fenomeni che non potevano essere studiati dalla termodinamica, ma che potevano invece venir descritti dalla meccanica statistica: le fluttuazioni che un sistema all'equilibrio può manifestare; Einstein si rese conto che la scala delle fluttuazioni veniva fissata dalla costante di Boltzmann "k". Pur non essendo in assoluto il primo a scoprire questa correlazione, egli capì che con essa poteva conoscere una quantità importante allora non ben definita. La misura delle fluttuazioni energetiche avrebbe permesso di determinare k, e con la costante di Boltzmann il numero di Avogadro N, cioé il numero di molecole contenute in una mole di ogni sostanza, impiegando l'equazione N=R/k, dove R è la costante dei gas (già nota allora). La questione fu grandemente dibattuta all'inizio del '900 soprattutto perché non c'era ancora la certezza che gli atomi esistessero.

Poi, come -fortunatamente- ogni tanto accade, anche Einstein commise un "errore"! Si convinse falsamente che "il sistema fisico costituito dalla radiazione termica racchiusa all'interno d'una cavità con le parete mantenute a una data temperatura T avrebbe costituito proprio un caso nel quale le fluttuazioni energetiche si sarebbero -forse- potute rivelare." Questo falso convincimento portò lo scienziato ad esplorare il settore che aveva portato qualche anno prima, nel 1900, Max Plank ad enunciare il suo fondamentale risultato sui quanti. Il lavoro svolto, lasciate da parte subito le iniziali motivazioni, "incendiò" la creatività del genio di Ulm il quale, in poco più d'un decennio, cambiò radicalmente la fisica.

Partendo dagli studi di Max Plank, William Strutt (Lord Rayleight) e James Jeans, Einstein si accorge che la formula proposta da Rayleight-Jeans è assurda, perché l'energia totale emessa da un corpo a qualsiasi temperatura dovrebbe essere infinita, in quanto l'energia emessa in un dato intervallo di frequenza crescerebbe indefinitamente all'aumentare della frequenza. Ma egli fa notare anche un alto particolare della formula di Rayleight-Jeans: essa ha a che fare con la formula di Plank, dato che ne rappresenta il limite "per valori elevati di T/, cioé per onde lunghe e alta densità di radiazione."
Se la formula di Rayleight-Jeans coincide con quella di Plank per elevati valori di T/, significa che la prima rappresenta una conseguenza corretta della fisica classica, e che la fisica classica fallisce completamente nel tentativo di interpretare i fenomeni relativi alla radiazione termica per bassi valori di T/. Einstein, sottolineando il completo disaccordo fra teoria ed esperimento, oltre che la divergenza dell'integrale che dà l'espressione dell'energia totale della radiazione, con l'affermazione riportata in corsivo poco sopra comincerà a sviluppare le sue considerazioni sull'argomento.
Considerazioni che riguarderanno la radiazione termica per bassi valori di T/, cioé nel caso dove la fisica classica fallisce nella descrizione della natura.

Capendo che dovrà sviluppare nuovi concetti sulla base d'una teoria generale, Einstein utilizzerà formule che sintetizzeranno le conoscenze empiriche sulla radiazione, partendo proprio dalla formula di Plank, ma anche da quella espressa da Wien nel 1896 (= ³e^-/T).
In questo importante articolo, dedica ben quattro paragrafi sull'analisi della termodinamica di una radiazione termica alla quale sia applicabile la formula qui sopra. E, per essere sintetici, una delle conclusioni dell'articolo saranno le basi dell'effetto fotoelettrico, cioé la teoria che permetterà la nascita dell'elettronica, delle trasmissioni digitali, dei computers, dei cellulari e di internet! Non male per un giovane ventiquattrenne.
La prima conclusione di Einstein è dimostrare che "la radiazione termica di frequenza descritta dalla formula di Wien si comporta, dal punto di vista termodinamico-statistico, come se fosse composta di punti materiali di energia h. Einstein li chiamerà quanti di luce, una denominazione che manterrà per molti anni. Una volta stabilito il teorema, Einstein esamina l'emissione e la trasformazione della luce: l'ipotesi che la luce possa trasportare energia localizzata in quanti. E' a questo punto che egli esamina, fra le cinque possibili cause per le quali l'ipotesi dei quanti di luce si potrebbe rivelare esatta, l'effetto fotoelettrico. Questo fenomeno, indagato per primo da Heinrich Hertz nel 1897 e studiato sperimentalmente da Augusto Righi, aveva mostrato che i corpuscoli carichi emessi erano elettroni; ulteriormente studiato nel 1902 da Philip Leonard, il quale aveva chiarito che le energie degli elettroni emessi erano indipendenti dall'intensità della radiazione incidente, quando Einstein lo analizzò, propose il seguente meccanismo: un quanto di luce, penetrando nel metallo, cede, del tutto o in parte, la sua energia h a un elettrone. L'elettrone acquisterà la massima energia cinetica quando il quanto di luce gli cederà la sua intera energia. La massima energia dei fotoelettroni emessi varrà allora h diminuita del lavoro di estrazione P dell'elettrone dal metallo. E la semplice legge di Einstein per l'effetto fotoelettrico sarà:
E_max=h-P A questo punto si vede che l'energia cinetica massima E_max non dipende dall'intensità, come invece sarebbe previsto sulla base della teoria ondulatoria della luce. Essa cresce linearmente con la frequenza della radiazione incidente, indipendentemente dalla sostanza utilizzata, come Einstein fa notare. L'effetto presenta necessariamente una soglia, non si manifesta se la frequenza della radiazione è inferiore al valore ₀=P/h che annulla il secondo membro. E' degno di nota far comprendere che nel quadro della fisica del tempo, l'ipotesi di Einstein è veramente una novità e che una sua dimostrazione sperimentale completa sarà possibile farla solamente 11 anni dopo, ma anche che egli nell'articolo non parli mai di particelle o corpuscoli luminosi, ma solamente di quanti di energia localizzati nello spazio. Quindi non arriva a pensare alla dualità onda-particella, ma mostra un rigore epistemologico fuori dal comune per un giovane ricercatore semisconosciuto e per di più estraneo all'ambiente accademico che produceva la ricerca nella fisica. Curioso è notare anche che il responsabile per la fisica teorica degli Annalen der Physik era allora Max Plank, che dimostrerà sempre la sua avversione per l'ipotesi di Einstein, ma che non sollevò nessuna obiezione sull'articolo del giovane ricercatore: come dire, contesto le tue teorie, ma non osteggerò che esse vengano divulgate sulla più importante rivista mondiale del tempo in quel settore!

Nel 1905 pubblico&grave tre articoli di fondamentale importanza sugli Annalen der Physik, oltre a quello già descritto precedentemente sull'effetto fotoelettrico, che conteneva l'ipotesi rivoluzionaria sulla natura della luce e dove in pratica in tale articolo si affermava che la luce dovesse essere considerata come fatta di particelle, chiamate "fotoni" e che l'energia trasportata da tali particelle fosse proporzionale alla frequenza della radiazione. Questa ipotesi fu confermata sperimentalmente dieci anni dopo da Robert Andrews Millikan e costituì la prova della natura corpuscolare della luce. Proprio per questa intuizione vinse il premio Nobel per la fisica nel 1921.

Nel secondo, sul moto browniano, presentava importanti previsioni, successivamente confermate per via sperimentale, sul moto di agitazione termica delle particelle distribuite casualmente in un fluido che permisero di confermare l'atomicita&grave della materia.

Il terzo infine, intitolato "Elettrodinamica dei corpi in movimento" (dove enunciava i principi della teoria della relativita&grave ristretta. Tali prìncipi erano quello della relativita&grave, che affermava che le leggi fisiche hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziale, ossia in moto rettilineo uniforme l'uno rispetto all'altro, estendendo il precedente principio di relativita&grave galileiano, e il principio di invarianza della velocita&grave della luce, secondo cui la velocita&grave di propagazione della radiazione elettromagnetica nel vuoto e&grave una costante universale, che sostituisce il concetto newtoniano di tempo assoluto.
Piu&grave tardi pubblico&grave una memoria in cui fece la sua prima apparizione la celebre equazione con cui enunciava l'equivalenza fra massa ed energia.

NNel 1916 pubblico&grave un altro fondamentale articolo per la storia della scienza: quello sulla teoria della relativita&grave generale. Grazie a questa teoria fu in grado di spiegare le variazioni dei moti orbitali dei pianeti. Predisse anche che la luce delle stelle in prossimita&grave di un oggetto massiccio come il Sole avrebbe potuto essere deviata. Cio&grave venne confermato nel 1919 dalle osservazioni condotte durante un'eclissi solare.

Dedico&grave il resto della sua esistenza nel tentativo di trovare una generalizzazione della sua teoria, che gli permettesse di dare descrizione unitaria dei diversi tipi di interazioni che governano i fenomeni fisici, incluse le interazioni elettromagnetiche, le interazioni nucleari deboli e le interazioni nucleari forti.

Nonostante le sue idee venissero fortemente criticate ed osteggiate, il suo valore quale scienziato venne riconosciuto e nel 1909 ottenne un primo incarico come docente presso l'universita&grave di Zurigo. In seguito, nel 1911, ando&grave ad insegnare all'universita&grave tedesca di Praga, ma l'anno successivo ritorno&grave a Zurigo. Nel 1913 fu nominato direttore del Kaiser Wilhelm Institut di Berlino.

Proprio in quegli anni si stava diffondendo una nuova visione del mondo sulla base delle teorie della meccanica quantistica. I fondamenti di tale teoria erano: il dualismo onda-particella, postulato da Einstein fin dal 1905, nonché il principio di indeterminazione di Heisenberg, che fornisce un limite intrinseco alla precisione di un processo di misurazione. Einstein fu sempre molto critico nei confronti di tale teoria tanto che commentandone l'impostazione intrinsecamente probabilistica, egli affermo&grave che "Dio non gioca a dadi con il mondo".

Einstein non fu solo un eminente scienziato ma anche un uomo di pace. Al tempo della prima guerra mondiale fu fra i pochi accademici tedeschi a criticare pubblicamente l'entrata in guerra della Germania e cio&grave gli attrasse le ire di molti militanti di destra.

Subito dopo la prima guerra mondiale Einstein inizio&grave a viaggiare frequentemente per reperire fondi con cui fondare un'Universita&grave Ebrea a Gerusalemme. La sua vita febbrile e agitata lo condusse al collasso fisico nel 1928. Nel 1930 viaggio&grave ancora per il mondo, specialmente negli Stati Uniti. Durante una di queste visite gli fu offerta una cattedra presso l'Institute for Advanced Study di Princeton, nel New Jersey. Einstein accetto&grave l'incarico sperando in cuor suo di poter da quel momento in poi dividere la sua vita tra Monaco e Princeton. Malauguratamente per lui agli inizi del 1933, poco piu&grave di un mese dopo la sua partenza per gli Stati Uniti, in Germania salì al potere Adolf Hitler. Da quel momento in poi Einstein non fece mai piu&grave ritorno nella sua patria.

Nel 1935 gli fu concessa la residenza permanente negli USA e nel 1940 anche la cittadinanza. Durante tale periodo, venuto a conoscenza dei lavori di Lise Meitner, Otto Hahn e Fritz Strassmann, di Leo Szilard (un fisico teorico suo ex allievo all'Istituto di Fisica di Berlino), oltre che dei lavori di Enrico Fermi, con una lettera al presidente americano Roosevelt, propose la costruzione della bomba nucleare, per il timore che la Germania riuscisse a costruirne una per prima.

Durante la Seconda Guerra Mondiale riscrisse a mano la propria Teoria della relativita&grave e vendette il manoscritto per sei milioni di dollari. Il ricavato venne devoluto al governo per finanziare lo sforzo bellico. Quel manoscritto e&grave oggi conservato nella Biblioteca del Congresso di Washington D.C.
Subito dopo la guerra riprese il suo impegno a favore della pace, impegnandosi attivamente nella causa per il disarmo internazionale.

Nel 1945 si ritiro&grave a vita privata lasciando l'attivita&grave accademica. Dal 1949 le sue condizioni di salute peggiorarono sempre di piu&grave, tanto che quando nel 1952 gli venne offerta la presidenza dello stato di Israele dovette rifiutarla.

Nel 1955, ad una settimana dalla sua morte, accetto di porre il suo nome a fianco di quello di altri sette premi Nobel su un manifesto che chiedeva la messa bando delle armi nucleari. Il contenuto di questo documento pacifista, che rappresenta il suo testamento spirituale, si conclude con le seguenti parole:
"Noi rivolgiamo un appello come esseri umani a esseri umani: ricordate la vostra umanita&grave e dimenticate il resto. Se sarete capaci di farlo e&grave aperta la via di un nuovo paradiso, altrimenti e&grave davanti a voi il rischio della morte universale".

Morì nell'aprile del 1955 a Princeton. Fu cremato, e le sue ceneri sparse in un luogo segreto.

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