Il frigorifero di Einstein

Il frigorifero di Einstein ovvero come la differenza tra caldo e freddo spiega l’universo

Laboratori di ricercatori. L’ultimo paio di secoli. Nel 1824 Nicolas-Léonard-Sadi Carnot (1796-1832), brillante ingegnere militare francese, riservato e fragile, a Parigi pubblicò a sue spese un libello dal titolo Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissanc, Riflessioni sulla potenza motrice del fuoco. Una magnifica opera di scienza, esposta lucidamente senza tecnicismi, prodotto di una fertile immaginazione unita a una mente che ragionava basandosi scrupolosamente sulle evidenze. E fu tutta un’altra storia! E fisica!

Il frigorifero di Einstein

Il frigorifero di Einstein
Paul Sen, Il frigorifero di Einstein

All’inizio dell’Ottocento la Gran Bretagna era in pieno miracolo economico, alimentato dall’industria manifatturiera del cotone e realizzato attraverso la rivoluzionaria energia a vapore dell’industria mineraria. La Francia osservava, spiava, invidiava.

Con una tiratura di seicento copie, il volumetto uscì il 12 giugno a un prezzo di tre franchi (essendone costati 460): mostrava che per generare potenza motrice c’è bisogno di un flusso termico da un corpo caldo a uno freddo e intuiva che le macchine dell’epoca producevano uno spreco increscioso. 

L’autore nel 1828 si congedò dall’esercito francese, nel 1832 fu ricoverato in un ospedale psichiatrico, uscì presto ma fu tra le vittime dell’epidemia di colera. Morì senza sapere dell’immensa importanza del suo lavoro: aveva fondato la termodinamica, nucleo decisivo di buona parte delle nostre conoscenze sul mondo fisico per il tramite di tre fenomenali concetti, energia entropia temperatura. Senza di essi tutta la scienza, fisica chimica biologia, risulterebbe incoerente.

La termodinamica spiega perché dobbiamo mangiare e respirare, come si accendono le luci e come finirà l’universo. I relativi principi governano tutto, dal comportamento degli atomi a quello delle cellule viventi, dalle macchine che alimentano il nostro mondo al buco nero al centro della nostra galassia. Einstein se ne occupò fin dal 1905, continuando a dare contributi fondamentali alla materia e ai frigoriferi. Non fu il solo.

Bell’esordio scientifico letterario per Paul Sen

All’esordio scientifico letterario, l’ingegnere giornalista divulgatore inglese Paul Sen parte dagli studi sul vapore per arrivare alle ricerche in corso.

La scienza di Carnot era anche una risposta agli sconvolgimenti sociali d’inizio Ottocento. Le sue acute personali riflessioni sono in qualche modo pure “prodotte” sia dalla Rivoluzione istituzionale francese che dalla rivoluzione industriale inglese.

Risulta sempre così: la storia della termodinamica (in questo caso) non racconta solo come gli esseri umani migliorarono la loro conoscenza scientifica, ma anche come quella conoscenza sia plasmata dalla società, che poi ne viene plasmata a sua volta.

Il frigorifero di Einstein propone, infatti, una tesi: la storia della scienza è la storia che conta. Gli uomini e le donne che fanno progredire la frontiera del sapere sono più importanti dei generali e dei monarchi.

La struttura del saggio Il frigorifero di Einstein

Lo svolgimento è la connessa dimostrazione: vengono narrati spunti biografici, assunti teorici fertili e percorsi intrecciati di eroi ed eroine della scienza attraverso il loro impegno nello scoprire la verità sull’universo, come massima missione creativa. Dopo Carnot: William Thomson (lord Kelvin), James Joule, Hermann von Helmholtz, Rudolf Clausius, James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, Albert Einstein, Emmy Noether, Clude Shannon, Alan Turing, Jacob Bekenstein e Stephen Hawking, ovvero alcuni tra gli esseri umani più intelligenti che siano mai vissuti. Spesso lavorarono in stanzette modeste di laboratori modesti con mezzi modesti, scoprirono verità fondamentali.

In appendice il ciclo di Carnot, la specificità di Clausius e i quattro principi:

  1. se due sistemi termodinamici sono entrambi in equilibrio termico con un terzo, allora sono in equilibro tra loro;
  2. l’energia dell’universo è costante;
  3. l’entropia dell’universo tende ad aumentare;
  4. l’entropia di un sistema si avvicina a un valore costante quando la sua temperatura è prossima allo zero assoluto.

Poi note e bibliografia.

Il libro

Paul Sen
Il frigorifero di Einstein. Come la differenza tra caldo e freddo spiega l’universo 
Traduzione di Susanna Bourlot
Bollati Boringhieri, 2021

Valerio Calzolaio

Valerio Calzolaio

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