Le prime formulazioni del Principio di Conservazione dell'Energia si sono avute nel 1842 (Mayer), 1843 (Joule), 1847 (Helmholtz). Le tesi sostenute erano talmente innovative che gli articoli di Mayer ed Helmholtz vennero inizialmente rifiutati dalle riviste scientifiche dell'epoca.

In pochi anni però il Principio di Conservazione dell'Energia assunse un'importanza fondamentale nella ricerca scientifica: nel 1867 Thomson e Tait lo porranno alla base del loro imponente Treatise of Natural Philosophy.

Le formulazioni e interpretazioni del principio furono numerose e spesso contrastanti: nel campo dell'elettromagnetismo, ad esempio, erano in conflitto le idee di Maxwell-Poynting, di Clausius, di Weber e di Helmholtz (il dibattito fu molto acceso specialmente tra il 1870 ed il 1885). Successivi sviluppi portarono ad ulteriori formulazioni del concetto di energia e del principio di conservazione, ad esempio all'equivalenza tra massa ed energia da parte di Einstein nel 1905.

Sorse così tra la fine dell'Ottocento e gli inizi del Novecento l'esigenza di analizzare più a fondo le origini di questo principio, le sue differenti formulazioni, il suo significato, i suoi rapporti con le teorie fisiche dell'epoca, e infine le sue applicazioni. A questo compito si dedicarono alcuni fisici di valore tra i quali: Tyndall (1863), Secchi (1864), Tait (1868), Mach (1872), Maxwell (1870 e 1877), Balfour Stewart (1874), Stallo (1882), Planck (1887), Helm (1887 e 1898), Poincarè (1902), Ostwald (1908), Haas (1909). La grande importanza del principio è sottolineata, inoltre, agli inizi del secolo dall'interesse di alcuni filosofi di rilievo: Meyerson (1908), Cassirer (1910) ed anche dai lavori di Jung, il fondatore della psicologia analitica (1928).

Dopo la parentesi neopositivista, in cui le analisi del principio sono state prevalentemente rivolte alla definizione del suo status, gli storici della scienza hanno ripreso ad analizzarne i complessi problemi e l'intreccio di temi storici, filosofici e scientifici legati al principio di conservazione è tornato all'attenzione degli studiosi.

I risultati però non sono completamente soddisfacenti: dai lavori della contemporanea storiografia non traspare pienamente l'eredità dei classici.

Nell'ambito di ricerche di Storia della Scienza volte alla rivalutazione del patrimonio storico scientifico iniziamo dunque con questo volume di A. Haas la pubblicazione di una serie di "testi classici" sull'energia, testi che sono poco noti e che sono stati troppo a lungo trascurati.

In un contesto in cui l'energia, la sua conservazione e dissipazione hanno assunto rilevanza economicosociale, un'analisi delle origini di questo concetto nella cultura occidentale speriamo possa essere d'interesse non solo per gli scienziati, gli storici e i filosofi ma anche per un pubblico più vasto.

LA STORIA DELLO SVILUPPO

DEL PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE

DELLA FORZA

- L'adozione del carattere neretto per alcuní nomi e parole corrisponde a quanto evidenziato nel testo originale.

- Per la traduzione si è ritenuto opportuno mantenere una rigorosa aderenza al testo in tedesco rinunciando talora ad una forma italiana più scorrevole. [nota del trad.]

Faire l'histoire d'un principe physique, c'est, en même temps, en faire l'analyse logique.

(P. Duhem, La théorie physique )

Al centro della fisica moderna sta un principio che circa 60 anni fa fu enunciato per la prima volta nella sua forma odierna e che, per la sua importanza in continuo aumento, è assurto a livello di suprema legge della scienza della natura. Sempre più imponente divenne l'influsso della tesi della conservazione della forza, sempre più vasto il campo che gli studiosi della natura hanno sottoposto al suo dominio. Già una nuova concezione del mondo si è formata sulla base di questo principio che si estende molto al di là dei suoi limiti originali.

Ora, questa energia eternamente immutabile è veramente la padrona del mondo, come la celebrano i suoi sostenitori, oppure la tesi della sua conservazione - almeno nella sua forma più estesa - è solo una di quelle leggi che non la natura rivelò ai suoi indagatori bensì la ragione umana creò, nella quale secondo Kant risiede il supremo potere legislativo sulla natura? A questa domanda, che il potere via via crescente del principio dell'energia ci suggerisce, solo la storia della fisica può dare una risposta obiettiva, quantunque non completa.

Essa ci fa riconoscere nella moderna enunciazione della conservazione dell'energia il risultato comune dello sviluppo di molti modi di formulazione che sono scaturiti dai-motivi di fondo della scienza della natura. Il concetto di costanza, il concetto di unità e quello di causalità sono stati in tutti i tempi le più potenti molle motrici di ogni ricerca scientifica. Essi hanno altresì stabilito le mete il cui raggiungimento costituiva il pieno soddisfacimento delle aspirazioni che guidavano il pensiero di tutti i ricercatori. Queste idee hanno anche fissato le linee direttive lungo le quali l'edificio della fisica si è venuto man mano edificando.

Il punto di convergenza di tutte queste linee è comunque costituito dalla tesi della conservazione della forza. Essa infatti fornisce alla fisica la sua più importante invariante, la quale nel massimo numero di processi, di fronte alla variazione di tutte le altre grandezze, mantiene inalterato il proprio valore. La tesi della conservazione della forza offre finalmente al fisico la possibilità di riconoscere stabili relazioni fra i fenomeni apparentemente più eterogenei nella natura e di esprimerle in forma esatta creando in tal modo, su basi, sicure una fisica veramente unitaria. Infine, nella tesi della conservazione della forza anche il concetto di causalità, applicato al contesto fra insorgere e deperire della natura, trova la sua espressione più precisa e acuta. La cosiddetta scoperta della legge dell'energia non fu quindi solo un caso fortunato. Essa fu la necessaria conclusione dello sviluppo delle più importanti idee della fisica le quali attraverso un progressivo avvicinamento reciproco ebbero finalmente a fondersi in un unico pensiero.

Come in particolare si sia addivenuti all'edificazione di queste idee e come, attraverso la loro reciproca influenza, si sia realizzata la loro graduale unificazione, verrà descritto in dettaglio nel presente lavoro[1] ; si tenterà, attraverso l'esposizone della storia dell'evoluzione del principio dell'energia, di offrire altresì un'analisi logica di questa legge. Infatti proprio nei principi fondamentali e nelle ipotesi della fisica odierna si è conservato l'influsso dei periodi più antichi della scienza fisica. Lo studio dello sviluppo storico di queste idee convincerà anche il fisico della verità delle parole di Goethe: "La storia della scienza è la scienza stessa".