Dialogo immaginario tra Newton e Huygens
da “L'evoluzione della fisica”, A. Einstein - L. Infeld, 1938
Isaac Newton (1642-1727), Christiaan Huygens (1629-1695),
fisico inglese fisico olandese
Newton. Nella teoria corpuscolare la velocità della luce ha un significato molto preciso. È la velocità con la quale i corpuscoli attraversano lo spazio vuoto. Che cosa significa essa nella teoria ondulatoria?
Huygens. Significa, ben inteso, la velocità dell’onda luminosa. Tutte le onde che conosciamo si propagano con una certa velocità e così pure farà un’onda luminosa.
Newton. Ciò non è così semplice come sembra. Le onde sonore si propagano nell’aria e le onde marine nell’acqua. Ogni specie di onda deve avere un mezzo materiale in cui viaggiare. Orbene la luce attraversa il vuoto, ciò che il suono non fa. Ammettere un’onda nello spazio vuoto significa, in realtà, non ammettere onda nessuna.
Huygens. Sì, questa è una difficoltà ed essa non mi giunge nuova. Sono giunto alla conclusione che l’unica via d’uscita è quella di assumere una sostanza ipotetica e cioè l’etere, un mezzo trasparente e permeante l’universo intero. L’universo è, per così dire, immerso in etere. Se abbiamo il coraggio d’introdurre questo concetto, tutto il resto diventa chiaro e convincente.
Newton. Ma io respingo questa congettura. In primo luogo essa introduce una nuova sostanza ipotetica ed in fisica ne abbiamo già fin troppe. C’è anche un’altra obiezione. Voi ritenete, senza dubbio, che tutto vada spiegato per mezzo della meccanica. Ma come faremo con l’etere ? Siete in grado di rispondere al semplice quesito di quale sia la struttura conferita all’etere dalle sue particelle elementari e del come l’etere si palesi in altri fenomeni ?
Huygens. La vostra prima obiezione è certamente giustificata. Ma con l’introduzione alquanto artificiosa dell’etere "imponderabile" ci liberiamo di colpo da tutti i molto più artificiosi corpuscoli luminosi. Non abbiamo più che una sola "misteriosa" sostanza in luogo dell’infinito numero di esse corrispondenti a tutti i diversi colori della spettro. Non vi sembra che ciò costituisca un vero progresso ? Così, per lo meno, tutte le difficoltà si concentrano in un sol punto e non c’è più bisogno della fittizia ipotesi secondo cui particelle differenti appartenenti a colori differenti attraversano lo spazio vuoto, tutte con la medesima velocità. Il vostro secondo argomento è giusto anch’esso. Non possiamo ancora dare una spiegazione meccanica dell’etere. Ma non v’è dubbio che la sua struttura verrà messa in chiaro dai futuri studi sui fenomeni ottici e forse altri. Per il momento dobbiamo rimanere in attesa di nuovi esperimenti ed argomenti, ma ritengo che alla fine si riuscirà certamente a chiarire il problema della struttura meccanica dell’etere.
Newton. Lasciamo per ora questa questione giacché non possiamo risolverla. Desidererei sapere in qual modo la vostra teoria spiega quei fenomeni che sono così chiari e comprensibili in base alla teoria corpuscolare. Consideriamo, ad esempio, il fatto che i raggi luminosi attraversano in linea retta tanto il vuoto come l’aria. Un pezzetto di carta posto davanti al lume di una candela produce sulla parete un’ombra nettamente delimitata. Se la teoria ondulatoria della luce fosse vera, l’ombra non potrebbe essere netta, poiché le onde s’infletterebbero intorno ai margini del pezzetto di carta smorzandone così l’ombra. Voi sapete che una barchetta non è un ostacolo per le onde del mare, le quali s’inflettono intorno ad essa senza produrre ombra.
Huygens. Questo non è un argomento convincente. Consideriamo il caso delle onde corte che si producono su di un fiume e che percuotono il fianco di una grossa barca. Le onde percuotenti un fianco della barca non si vedranno sull’altro fianco. Se le onde sono abbastanza piccole e la barca è sufficientemente grande si produrrà un’ombra ben marcata. È molto probabile che la luce sembri propagarsi in linea retta soltanto perché la sua lunghezza d’onda è molto piccola rispetto alla dimensione degli ostacoli e delle aperture cui si ricorre comunemente negli esperimenti. Se potessimo procurarci degli ostacoli sufficientemente piccoli, constateremmo probabilmente che essi non gettano ombra. È verosimile che, volendo costruire apparecchi atti a dimostrare se la luce è suscettibile o meno di contornare gli ostacoli, urteremo contro gravi difficoltà. Tuttavia se un esperimento simile potesse essere escogitato esso sarebbe cruciale nel decidere fra la teoria ondulatoria e la teoria corpuscolare della luce.
Newton. Può darsi che in futuro la teoria ondulatoria trovi appoggio in nuovi fatti, ma per ora non conosco dati sperimentali che la confermino in modo convincente. Finché non sia definitivamente provato che la luce può contornare gli ostacoli, non vedo ragione per non seguitare a credere nella teoria corpuscolare che mi pare più semplice e pertanto migliore della teoria ondulatoria.
Back