Pascual Ernst Jordan

Il nome Pascual gli viene dalle origini spagnole della famiglia, discendente da un nobile, Pascual Jorda, che si stabilì ad Hannover al servizio degli inglesi ai primi dell’800, da allora per tradizione era dato a tutti i primogeniti.

Studiò all’università matematica, fisica e zoologia prima ad Hannover poi a Gottinga dove conseguì il dottorato nel 1924 e la libera docenza nel 1926.

La sua eccellente preparazione matematica dovuta a Richard Courant, del quale fu allievo ed assistente aiutandolo nella stesura del ‘Courant-Hilbert’, il famoso libro di matematica, lo fece notare a Max Born, direttore dell’Istituto di Fisica teorica.

Attratto dalla meccanica quantistica nella recente formulazione di Heisenberg, fu coinvolto da Max Born nella stesura di un fondamentale lavoro, “Zur Quantenmechanik” (settembre 1925) allo scopo di formalizzare la intuizione di Heisenberg (resa nota 3 mesi prima!) con la cosiddetta meccanica delle matrici.

Insieme a Born e allo stesso Werner Heisenberg pubblicarono in novembre la seconda puntata, che sarà nota come “Dreimännerarbeit” (lavoro dei tre uomini), e come testimoniato da Heisenberg l’ultima parte è opera di Jordan. In essa trattò il comportamento statistico della radiazione di corpo nero come un insieme di oscillatori armonici quantizzati e mostrò come si potesse in questo modo ricavare la formula di Einstein del 1909.

Nello stesso anno 1925 aveva scritto un lavoro nel quale, partendo dal principio di esclusione di Pauli, ricavava quella che ora si chiama statistica di Fermi-Dirac e che lui chiamava ‘statistica di Pauli’.  Purtroppo il manoscritto rimase nella valigia di Born, referee per conto del Zeitschrift für Physik per sei mesi durante un viaggio negli USA e quando, finalmente, venne recuperato ormai il lavoro di Dirac era già pubblicato. Born riconobbe la colpa dell’increscioso episodio, ma Jordan chiamò sempre nei suoi libri tale statistica col nome di ‘Pauli’.

Dopo la proposta della seconda versione della meccanica quantistica, la meccanica ondulatoria di Schrödinger, mostrò, contemporaneamente e indipendentemente da Dirac, come le due versioni si potessero ridurre l’una all’altra con le regole di trasformazione.

Scrisse anche, in collaborazione con Von Neumann e Wigner, un lavoro dove viene introdotta l’algebra di Jordan non-associativa che ha trovato applicazioni in geometria proiettiva e teoria dei numeri.

Quando Dirac pubblicò il suo lavoro del 1927 che fondò l’elettrodinamica quantistica lo interpretò come quantizzazione di un campo classico, proponendo quella che sarà poi nota come seconda quantizzazione.  Illustrò la sua tesi in una serie di cinque articoli pubblicati tra il 1927 e il 1928, alcuni dei quali in collaborazione con Oskar Klein, Wolfgang Pauli e Eugene Wigner.  Questi lavori mostravano come si potessero descrivere sistemi di particelle che obbediscano alla statistica di Bose-Einstein o di Fermi-Dirac a seconda della scelta di regole di commutazione o anticommutazione per gli operatori di campo.

Per questi contributi può essere considerato il fondatore delle teorie quantistiche di campo come Dirac dell’elettrodinamica quantistica.

Anche se i suoi contributi lo pongono sullo stesso piano degli altri ‘padri’ della nuova fisica quantistica, non ebbe altrettanta notorietà e, pur stimato da alcuni come Born e Pauli, venne considerato essenzialmente solo un eccellente matematico da molti altri. Forse per questo, ma probabilmente anche per le sue vicissitudini politiche, non ebbe mai il Premio Nobel che ottennero invece tutti i suoi colleghi del tempo. Fu proposto più volte da Einstein e si pensava dovesse riceverlo insieme a Max Born nel 1954, più tardi venne ancora proposto da Wigner, ma ormai la sua generazione era già stata premiata e l’attenzione era rivolta alla generazione successiva.

Nel 1928 fu chiamato per un incarico all’Università di Rostock, ma solo 1935 ottenne la cattedra di Fisica teorica che tenne fino al 1944. Nel 1930 pubblicò insieme a Born il trattato Elementare Quantenmechanik che ebbe varie versioni fino oltre il 1950.

A Rostock, università di provincia, era isolato dalla comunità dei fisici quantistici  e in quegli anni si dedicò a studi sulla sopravvivenza di batteri alle radiazioni insieme al genetista Timofcev-Resowsky e al biofisico Zimmer.

Di idee conservatrici, dovute anche alla rigida osservanza della religione luterana, nel 1933 aderì al Partito Nazista e alle camicie brune (SA), prestò servizio militare nella Luftwaffe nel 1939, lavorando alla famosa base aerea e missilistica di Peenemünde, in vari periodi fino al 1945, con compiti di metereologo.

La sua adesione al partito era dovuta anche alla paura del pericolo bolscevico, ma non ne condivideva l’ideologia razzista e nazionalista. Nel suo libro Die Physik des 20 Jahrhunderts (ed. it. La fisica del secolo 20o, Sansoni, Firenze, 1940) del 1936 riconobbe pienamente i meriti di Einstein, Bohr, Hertz, Franck e altri fisici ebrei o invisi al regime, credendo di poter mitigare le idee radicali della ‘Fisica tedesca’ di Lenard e Stark.

Questo, oltre al suo dedicarsi a studi considerati sospetti quale la meccanica quantistica e la relatività, non gli attirò la fiducia del regime e non gli favorì certo la carriera, nonostante la attiva militanza politica, anche se ottenne la Medaglia Max Planck nel 1942 ed altre onorificenze dal partito.

Propose di utilizzare le nuove conoscenze scientifiche a scopi militari, ma, probabilmente perché considerato inaffidabile e troppo amico degli scienziati che nel frattempo avevano lasciato la Germania, non fu mai coinvolto nei progetti atomici tedeschi e gli fu preferito Heisenberg, che non era iscritto al partito.

Dal 1938 si era accostato alla relatività generale e, dopo la ipotesi di Dirac di una possibile variazione del valore della costante gravitazionale in funzione dell’età dell’universo, formulò una generalizzazione della teoria di Einstein che contemplasse questa possibilità prendendo le mosse dalla formulazione a cinque dimensioni di Kaluza e Klein. L’idea, sviluppata indipendentemente dal francese Thiry (teoria di Jordan-Thiry) fu ripresa poi da Robert Dicke.

In accordo con la sua ipotesi derivò anche una teoria dell’espansione della Terra con una versione alternativa della deriva dei continenti. Su queste teorie pubblicò il libro Schwerkraft und Weltall (Forza di gravità e universo) nel 1957 e nel 1966, Die Expansion der Erde (ed. ing. The expanding Earth, Oxford, 1971).

Dal 1944 si trasferì a Berlino, successore di Max von Laue, ma dopo la guerra restò senza lavoro per i suoi trascorsi vicini al nazismo. Grazie alla ‘riabilitazione’ ottenuta per interessamento del suo amico Pauli ebbe nel 1951 la cattedra ad Amburgo dove insegnò fino al 1970 e visse fino alla morte.

Continuò ad occuparsi della possibile variazione della costante gravitazionale, e a questo lavorava anche il giorno della morte, e tra i suoi studenti alcuni divennero noti nel campo della relatività generale, come Schucking o Ehlers.

Membro e poi Presidente, dal 1963 al ’67, dell’Accademia di scienze e lettere di Magonza, ottenne la Medaglia Gauss nel 1955 e fu anche, per una legislatura dal 1957 al 1961, deputato al Bundestag per i Cristiano-democratici (CDU).

Nel 1957 sostenne la necessità di un riarmo atomico tedesco, chiesta dal governo Adenauer, mettendosi in contrasto col gruppo dei ’18 di Gotttinga’, che comprendeva Born, Heisenberg e Pauli, provocando la rottura delle relazioni con i vecchi amici.

Pur essendo di carattere mite e affetto da forte balbuzie, che ne limitava l’efficacia oratoria, nei suoi interventi politici auspicava un ritorno al ‘vero spirito tedesco’, così nel 1965 protestò contro il riconoscimento dei confini polacchi sull’Oder-Neisse e nel 1973 scrisse che la Germania doveva al più presto ‘liberarsi del suo complesso di inferiorità’, lamentando che ogni tentativo in questo senso venisse bollato come ‘fascistoide’.