Rudolf Clausius: una grande mente del XIX secolo

di Luca Maria Del Bono

La fisica è spesso considerata una disciplina complessa, qualcosa da “lasciare da parte” perché oscura e quasi incomprensibile per i “non addetti ai lavori”. Probabilmente a questa valutazione contribuisce anche l’importanza che la matematica ha al suo e interno e il massiccio uso di formule matematiche.

Quello che invece Michael Guillen vuole mostrarci ne Le cinque equazioni che hanno cambiato il mondo è il lato “umano” della fisica, narrandoci le storie che sono dietro alle più grandi idee, arrivando infine ad illustrare la loro formulazione matematica. Perché, come afferma Galilei nel Saggiatore, “L’universo è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche”.

Particolarmente interessante è il capitolo legato all’entropia, incentrato sulla figura del famoso filosofo prussiano Rudolf Julius Emanuel Clausius. Nato a Köslin nel 1822, Clausius era figlio di un pastore protestante molto rigido. Dapprima studiò nella scuola (anche se scuola è forse un eufemismo, poiché si trattava di una classe unica) dove insegnava il padre, per poi proseguire gli studi nella città di Stettino. Fu qui che maturò il suo interesse scientifico, ed in particolare per lo studio del calore, che lo portò a frequentare corsi di matematica e di scienze all’Università di Berlino. Negli anni successivi si laureò e ottenne il dottorato, mentre si occupava dei fratellini più piccoli (la madre era infatti morta nel 1843). Tra un impegno e l’altro riuscì ad elaborare una tra le più importanti teorie della fisica. Nel 1850 infatti teorizzò l’esistenza dell’energia. In pratica, Clausius ipotizzò che calore, movimento, elettricità erano soltanto diversi aspetti di una stessa cosa. L’energia poteva passare da una forma all’altra, ma la sua quantità totale non cambiava mai[1]. Era stato formulato il Principio di Conservazione dell’energia. Le conclusioni che raggiunse gli fecero guadagnare grande fama: ad appena trentadue anni gli fu offerta una cattedra all’Ecole Polytechnium di Zurigo. In Svizzera avrebbe poi incontrato Adheleid Rimpau, con cui si sarebbe sposato e da cui avrebbe avuto sei bambini. Questo non trattenne però Clausius dal proseguire i propri studi. Decise di studiare non solo l’energia, ma anche la temperatura, unificandoli sotto un’unica “entità” che chiamò entropia (scelse il termine proprio perché ricordava la parola “energia”). Voleva trovare un principio analogo a quello della conservazione dell’energia, una sorta di “Principio di conservazione dell’entropia”. Ma gli riuscì solo in parte: coma abbiamo già detto nel nostro articolo sull’entropia (https://ilclassicogiornale.wordpress.com/2017/01/12/lultima-domanda-ovvero-la-morte-entropica-delluniverso/ ),  questa rimane sì invariata, ma solo quando avvengono trasformazioni reversibili. Ogniqualvolta avviene una trasformazione irreversibile, invece, essa aumenta. Poiché tutte le trasformazioni reali sono irreversibili, l’entropia aumenta continuamente[2]. Questo porterà inevitabilmente alla morte dell’universo.

Agli occhi di Clausius si mostrava un nuovo modo di vedere l’universo: non eravamo tutti degli ingranaggi di un meccanismo eterno e perpetuo, come molti credevano, ma cellule di un grande organismo che piano piano si avviava verso la “fatal quiete”.

Clausius morì nel 1888, ma le sue idee hanno cambiato per sempre il modo in cui vediamo il mondo.

[1] In forma matematica: ΔE = 0

[2] Δs > 0

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