La lista dei desideri di Robert Boyle: medicina e geografia

di Antonio Sparzani

Come, ehm, certamente ricorderete da questo post di quasi quattro anni fa, l’illustre Christiaan Huygens (13 anni più vecchio di Newton), per persuadersi che il suono per propagarsi aveva bisogno dell’aria, ricorreva a “la macchina che Mr Boyle ci ha fornito, e con la quale ha fatto così tante belle esperienze.” : questa gli permetteva di togliere l’aria da un recipiente a tenuta e di toccare con mano, per dir meglio, con l’orecchio, che il suono non si trasmetteva in assenza d’aria.
Questo Mr Boyle, suo quasi coetaneo (1627-1691) fu un personaggio davvero notevole nell’Inghilterra del Seicento: a vero dire era irlandese di nascita, ma solo perché il padre, Richard Boyle primo conte di Cork, altolocato personaggio della società britannica, si era recato in Irlanda prima della nascita del figlio per certi suoi affari di terre.
Mentre per quel che riguarda la sua vita e le sue opere ci si può riferire senz’altro per esempio qui, quel che mi interessa ricordare di lui è il suo ruolo di cerniera tra antico e moderno, ruolo suo del resto come anche di altri scienziati dell’epoca, primo fra tutti lo stesso Newton; mentre infatti essi avevano nella loro formazione salde radici alchemiche, furono d’altra parte iniziatori e inventori di metodi e concezioni che li rendono dei veri precursori della scienza moderna.

Come sempre accade nelle storie e nella storia, la memoria degli uomini è selettiva, parziale e spesso opportunistica. Nei libri di testo di fisica si ricorda di lui la legge di Boyle, talvolta nota come legge di Boyle-Mariotte, doppio nome dovuto a una di quelle dispute sulla priorità della scoperta che non riescono ad appassionarmi quasi mai; questa legge viene studiata persino sui testi di fisica del liceo, anche per la sua semplicità. Essa infatti recita che «in un gas — ora dovremmo dire “in un gas perfetto”, ma su ciò tornerò prossimamente — che sia mantenuto a temperatura costante, il prodotto della pressione per il volume rimane costante»: un altro modo di dirlo è che, sempre in un gas mantenuto a temperatura costante, pressione e volume sono tra loro inversamente proporzionali: raddoppiate uno e dimezza l’altra e viceversa. Legge che Boyle enunciò per la prima volta rispondendo alle obiezioni che gli andava rivolgendo un certo gesuita (Francis Line, che insegnava al collegio gesuita inglese di Liegi). Siamo nel 1660, Boyle aveva costruito appunto una “machina Boyleana”, con la quale sperimentava con l’aria rarefatta, fino a pubblicare i risultati nell’opera New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effect.

Ma una delle cose più strabilianti di Boyle fu la sua wishlist, la sua lista dei desideri, l’elenco delle scoperte che egli si aspettava dalla scienza del futuro: elenco per molti versi sorprendente e di notevole preveggenza. Lo trovate qua, e qui mi limito a sottolinearne qualche aspetto.
Il punto 2 anzitutto, «il recupero della giovinezza, o almeno di qualche suo tipico marchio, nuovi denti, un nuovo colore dei capelli», ampiamente esaudito, si direbbe, ad abundantiam.
Il punto 5 è più sorprendente: «Il saper curare le ferite a distanza», e si amplia nel punto 6: «curare le malattie a distanza o almeno mediante trapianto», pensate a cosa possono alludere, e a quali sviluppi futuri. Notate che la parola inglese “transplantation”, documentata dal 1601 ha esattamente il senso suggerito dalla parola italiana trapianto, e trae la sua ovvia origine dal contesto botanico.
Il punto 7: «raggiungere dimensioni gigantesche», è dei pochi punti rimasti ancora inattuati, anche perché non sembra che sia nei sogni dell’uomo contemporaneo avere tali ingombranti dimensioni.
E il punto 9: «accelerare la produzione di cose a partire dai semi», pure di una straordinaria modernità, in realtà se ancora non riusciamo ad accelerare veramente i processi naturali, possiamo però facilitarli facendoli avvenire in condizioni ottimali. Mentre il sogno alchemico permane e anzi si amplia assai nel punto 12: «La trasformazione di specie nei minerali, negli animali e nei vegetali», una completa trasformabilità in natura, il sogno di una padronanza totale dell’uomo sulla materia.
E infine il numero 16: «un modo certo e utilizzabile per trovare le longitudini»; questo sì che era un problema cruciale per tutti i naviganti, come sanno tutti quelli che hanno letto L’isola del giorno prima di Umberto Eco.
Proviamo a farci un’idea oggi della difficoltà a quei tempi del “problema delle longitudini”.
Per sapere dove si è occorre “fare il punto”, quindi calcolare latitudine e longitudine.

 

La latitudine è facile, basta guardare l’altezza del Sole (ammesso che appaia) a mezzogiorno, mentre per calcolare la longitudine quando sei in un posto sconosciuto e nuovo, in mezzo al mare o su qualche terra incognita, devi sapere a quante ore di distanza sei dal posto di longitudine zero, cioè ― per internazionale convenzione stipulata nel 1884 ― dal meridiano di Greenwich, e per fare questo devi avere un orologio che continui a funzionare regolarmente per giorni e settimane, il tempo del viaggio; se hai un tale orologio, che hai tenuto rigorosamente regolato sull’ora di partenza, sai a che ora è mezzogiorno a Greenwich e puoi calcolare quante ore di differenza, in più o in meno, ci sono col mezzogiorno del posto dove sei ― il quale mezzogiorno, anche qui, è osservabile se riesci a vedere il Sole nel suo punto più alto. Cioè ci vuole un orologio che duri nel tempo senza fermarsi e senza anticipare o ritardare sensibilmente, e questo era il grande problema. Ora il nostro Huygens aveva appunto inventato l’orologio a pendolo nel 1656 (Galileo era già morto da 14 anni e non aveva portato a termine alcun definito progetto  di orologio), ma è facile capire che su una nave che viaggia sulle onde un orologio a pendolo non cammina regolarmente neppure per un minuto, e questo sembrò una difficoltà insormontabile; cosa che Boyle non mancò di notare, inserendo alla sua wishlist, al punto 17, questo apposito desiderio: «l’uso del pendolo in mare e nei viaggi e sua applicazione agli orologi». Il che cominciò a realizzarsi con l’invenzione della sospensione cardanica, che è un altro bel capitolo di storia della scienza/tecnologia. Chi è curioso di saperne di più su questa straordinaria invenzione, nota sin dall’antichità, ma non applicata ai pendoli sulle navi, può andare a vedere qui.
Su altri punti tornerò in seguito.
[la figura qui sopra è presa da qui .]

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9 Commenti

  1. Grazie grazie, Sparzani, per avermi introdotto a Boyle!
    Ho letto la wishlist e mi è parsa davvero straordinaria, dalla tinta per capelli ai farmaci antidolorifici e allucinogeni…non che Boyle sembrasse avere un gran bisogno di questi ultimi, ma certo ne aveva un gran desiderio.

  2. Aspetto la prossima puntata per vedere di cosa tratta, ma ho difficoltà a capire perchè gli aspetti più interessanti di un uomo eccezionale come Boyle non siano stati richiamati qui (a proposito, scusate la pignoleria, ma la legge di Boyle è centrale in chimica, ben più che in fisica a mio parere).
    Per rispetto di chi ha scritto il post, mi astengo qui dall’introdurli, sperando che il proseguo sia l’occasione giusta.

  3. grazie, Francesca, con tutto il suo retroterra alchemico, immagino Boyle non abbia avuto difficoltà con le sostanze che dici tu.
    Vincenzo, sulla centralità della legge di Boyle in chimica più che in fisica non son sicuro di capire in che senso; la legge di Boyle è il primo passo per la legge dei gas perfetti, che è il fondamento di tutta la termodinamica. E’ comunque un terreno dove fisica e chimica sono contigue e con-correnti.

  4. @sparz
    Seppure ovviamente la termodinamica sia una scienza unitaria, tuttavia si può egualmente parlare di una termodinamica fisico-ingegneristica e una termodinamica chimica, nel senso delle sue applicazioni (non certo dei suoi principi, anche se anch’essi possono essere enunciati in maniera alternativa).
    Questa articolazione interna secondo me non va sottovalutata. Se ad esempio parlo del rendimento di un motore termico, vado sul fisico-ingegnersitico, ma se la applico ad una reazione chimica, ovviamente essa rientra nella chimica. Per quanto attiene ai gas, non v’è dubbio che per noi chimici la legge di Boyle, assieme ad altre leggi, costituisce la bibbia per lo studio delle sostanze allo stato gassoso. Potrei spingermi fino al punto di dire che non potrebbe neanche esistere una scienza chimica come la conosciamo senza che Boyle enunciasse la sua legge. Così, per noi e i nostri studenti, la legge di Boyle è pane quotidiano, sicuramente a livello didattico. Dubito, ma non posso esserne certo, che se ne faccia un uso così esteso nel campo della fisica.
    Naturlamente, tutto ciò ha senso finchè ha senso distinguere tra fisica e chimica, ma

  5. Mi scuso, ma mi è scappato l’invio prima del tempo.
    Riscrivo e completo l’ultima frase:
    “Naturalmente, tutto ciò ha senso finchè ha senso distinguere tra chimica e fisica, ma qui mi fermo, andrei fuori tema”

  6. La latitudine è facile, basta guardare l’altezza del Sole (ammesso che appaia) a mezzogiorno

    A dire il vero così si ottiene soltanto l’elevazione del sole. A Milano l’elevazione del sole a mezzogiorno è di circa 22 gradi al solstizio d’inverno e di circa 69 gradi a quello d’estate. Per avere la latitudine bisogna sottrarre all’elevazione la declinazione del sole, che varia a seconda del giorno: la variazione media è di circa un quarto di grado al giorno e non è uniforme, raggiungendo il minimo ai solstizi e il massimo agli equinozi.

    In pratica devi avere le effemeridi con la tabulazione della declinazione del sole, e di un … orologio, per potere interpolare le tabelle. Rispetto alla longitudine però la precisione che l’orologio necessità è nettamente inferiore: un errore di un’ora corrisponde ad un errore di 15 gradi di longitudine ma solo ad un errore medio di una quarantina di secondi di grado in latitudine, corrispondenti a 1.2 – 1.3 km. Il problema nel passato era più quello delle effemeridi, che potevano tranquillamente avere degli errori fino a uno, due gradi vicino agli equinozi.

    Se volevi fare misurazioni precise di latitudine le facevi con le stelle, ma solo sulla terra ferma (o all’ancora)…

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Antonio Sparzani, vicentino di nascita, nato durante la guerra, dopo un ottimo liceo classico, una laurea in fisica a Pavia e successivo diploma di perfezionamento in fisica teorica, ha insegnato fisica per decenni all’Università di Milano. Negli ultimi anni il suo corso si chiamava Fondamenti della fisica e gli piaceva molto propinarlo agli studenti. Convintosi definitivamente che i saperi dell’uomo non vadano divisi, cerca da anni di riunire alcuni dei numerosi pezzetti nei quali tali saperi sono stati negli ultimi secoli orribilmente divisi. Soprattutto fisica e letteratura. Con questo fine in testa ha scritto Relatività, quante storie – un percorso scientifico-letterario tra relativo e assoluto (Bollati Boringhieri 2003) e ha poi curato, raggiunta l’età della pensione, con Giuliano Boccali, il volume Le virtù dell’inerzia (Bollati Boringhieri 2006). Ha curato due volumi del fisico Wolfgang Pauli, sempre per Bollati Boringhieri e ha poi tradotto e curato un saggio di Paul K. Feyerabend, Contro l’autonomia (Mimesis 2012). Ha quindi curato il voluminoso carteggio tra Wolfgang Pauli e Carl Gustav Jung (Moretti & Vitali 2016). È anche redattore del blog La poesia e lo spirito. Scrive poesie e raccontini quando non ne può fare a meno.
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