I progressi scientifici nel ‘600.. favoriti dallo sviluppo della strumentazione

 

Le grandi scoperte scientifiche del ‘600 furono favorite dal grande sviluppo della strumentazione scientifica, a sua volta favorito dai notevoli progressi della tecnica, ad esempio nel campo della molatura delle lenti da vista, già usate nel Medioevo. A questi progressi parteciparono sia grandi scienziati, come Galilei, Keplero, Torricelli, Huyghens, Hooke, Newton, sia semplici artigiani semisconosciuti.

Nel 1609 fu perfezionato e presentato dallo stesso Galilei alle autorità veneziane il cannocchiale  basato sull’accoppiamento di due lenti (una convessa, l’obiettivo, ed una concava, l’oculare). Lo strumento era già stato inventato da artigiani olandesi accoppiando delle lenti, ma ebbe il suo vero battesimo scientifico ad opera del grande scienziato pisano. Anche Keplero, nella sua opera “Dioptrica”, aveva presentato un suo progetto di cannocchiale perfezionato, realizzabile con due lenti entrambe convesse. Questo tipo di cannocchiale, con opportune modifiche,  fu il più diffuso nel ‘600.

Huyghens, ed altri, cercarono di eliminare i difetti tipici delle lenti dei cannocchiali, come l’aberrazione “sferica”, dovuta alla forma curva della lente, che provocava immagini confuse. Furono realizzati cannocchiali con uso di lenti meno curve e di forme non sferiche (come meglio vedremo quando ci interesseremo dell’opera del grande scienziato olandese), ma necessariamente molto più lunghi e meno maneggevoli per l’aumento della distanza focale. Newton cercò di eliminare un’altra aberrazione delle lenti, quella “cromatica” (dovuta al fenomeno della rifrazione differenziata delle varie componenti della luce naturale) introducendo tra le due lenti uno specchio concavo.

Microscopi  basati sull’uso di una coppia di lenti furono realizzati per l’ingrandimento di piccoli oggetti. Il più famoso fu quello realizzato dallo scienziato inglese Robert Hooke.

Un efficiente microscopio, basato su una sola lente e su un efficiente sistema di tre viti regolatrici per la corretta messa a fuoco dell’oggetto da osservare, fu invece perfezionato dall’olandese Leeuwenhoek, la cui vicenda scientifica ed umana merita una particolare menzione.

Antony Van Leeuwenhoek (1632-1723) proveniva infatti da una famiglia di piccola borghesia olandese. Era privo di preparazione matematica e capace di parlare solo l’Olandese, per cui non era in grado di leggere le pubblicazioni internazionali e di comunicare con i maggiori scienziati dell’epoca. Benchè sia rimasto tutta la vita a lavorare nella sua città di Delft, come commerciante di tessuti, ispettore dei lavori pubblici e controllore di vini importati, la fama delle sue eccezionali osservazioni sperimentali eseguite  nel tempo libero con il suo strumento capace di 270 ingrandimenti (che egli si rifiutò sempre di porre in commercio) si sparse per tutta l’Europa.

Egli, applicandosi con grande metodo ed abnegazione alla sua attività scientifica sperimentale, seguendo la via tracciata da Bacone e Galilei, studiò la struttura di vari insetti e piccoli parassiti come i pidocchi; studiò la struttura dei tessuti animali; scoprì i vasi capillari sanguigni dando un contributo decisivo alle teorie del medico inglese Harvey sulla circolazione del sangue; individuò i globuli del sangue e gli spermatozoi; registrò la presenza di microorganismi nell’acqua e altri fluidi precedendo la moderna batteriologia. Alla fine, in riconoscimento dei suoi meriti, fu nominato nel 1680 membro della Royal Society e nel 1699 collaboratore dell’Accademia di Francia. Il suo laboratorio fu visitato dallo zar Pietro il Grande durante il suo famoso viaggio in Olanda, teso ad aprire la Russia  alla scienza e alla tecnologia occidentale.

Tra i più importanti strumenti di misura sviluppati nel ‘600 si possono ricordare anche i termometri per la misura della temperatura, basati sull’espansione di un fluido dovuto all’aumento della stessa temperatura. Termometri ad aria furono messi a punto anche da Galilei. I successivi utilizzarono l’acqua ed infine l’alcool. Questi ultimi furono chiamati “fiorentini” in quanto sviluppati dall’Accademia del Cimento a Firenze, ed ebbero grande diffusione in Europa. Comparvero anche i primi termometri a mercurio.

Infine la messa a punto di efficienti pompe da vuoto permise di fare il vuoto in volumi chiusi, smentendo – come già si è scritto a proposito del barometro di Torricelli – la presunta impossibilità del vuoto sostenuta dagli aristotelici e rivalutando l’affermazione sulla realtà del vuoto fatta da Democrito e dagli antichi atomisti.

Il primo importante produttore di un’efficiente pompa a vuoto fu il tedesco Otto Von Guericke (1602-1680), singolare figura di scienziato e di politico, che fu anche eletto sindaco di Magdeburgo. Grazie alla sua pompa Von Guericke riuscì a realizzare una delle più note ed originali esperienze nella storia della fisica. Essendo riuscito a realizzare il vuoto nello spazio compreso tra due semisfere di bronzo accostate tra loro, fece tirare - di fronte ad una massa di autorità e di curiosi - le semisfere in direzioni opposte da due squadre di sei robusti cavalli che non riuscirono a staccarle a causa della differenza di pressione tra l’esterno (pressione atmosferica) e l’interno (vuoto). Von Guericke, che aveva studiato nelle università di Lipsia, Jena e Leida, dimostrò anche che la luce poteva muoversi nel vuoto (risultato fondamentale in relazione alla teoria ondulatoria della luce, messa a punto per la prima volta in quegli anni da Huyghens), ed infine costruì un apparato capace di isolare le cariche elettriche, dimostrando che le cariche elettriche dello stesso segno si respingono (risultato molto importante nel campo dell’elettrostatica).

Altra famosa pompa a vuoto fu realizzata da Robert Hooke in collaborazione con Boyle.

Infine, una grande importanza  ebbero le nuove apparecchiature per la misura esatta del tempo, come gli orologi a molla (messi a punto anche da Hooke e Huyghens) e a pendolo, perfezionato dallo stesso Huyghens.

Vincenzo Brandi - brandienzo@libero.it