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.
