SECCHI: L'unità delle forze fisiche

REGGIO STORIA 

PADRE ANGELO SECCHI

L’unità delle forse fisiche: saggio di filosofia naturale

di  Ivan Spelti

In un precedente numero  ho delineato la figura e l’opera  del Padre Angelo Secchi, il reggiano considerato il più grande astrofisico dell’800 che per primo classificò le stelle dopo molti anni di osservazioni spettroscopiche. L’analisi di oltre 4.000 stelle, nel periodo 1860-1865, condusse Secchi a stabilirne la loro carta d’identità, fissando una classificazione che negli anni seguenti e fino a noi verrà affinata sempre più.

L’occasione per tornare a parlare di questo grande reggiano è data dall’imminenza delle celebrazioni del bicentenario della nascita (2018) che Istituzioni, studiosi, società civile, intendono promuovere attraverso una ricca serie di eventi.

Tra le molte iniziative in programma, l’analisi delle sue pubblicazioni, che segnano un contributo fondamentale per la Fisica in generale e per l’Astronomia in particolare.

Uno dei suoi trattati più importanti è il libro L’unità delle forse fisiche, saggio di filosofia naturale, del 1864, testo che delinea la sua visione scientifica generale. Le altre due opere Le Stelle e Le Soleil sono di contenuto più propriamente astrofisico.

Com’è noto la Fisica rientrava a quel tempo nella più generale Filosofia Naturale, insieme alle altre scienze, in particolare a quelle sperimentali come la botanica, la zoologia, le scienze naturali, la meteorologia, e così via.

Il libro di Secchi, iniziato nel 1863, riceve la sua prefazione il 10 aprile 1864. Delle due edizioni presenti in Conservazione Biblioteca Panizzi ho esaminato quella stampata dalla Tipografia Forense (Roma, 1864).

Le prime righe della prefazione espongono l’obiettivo di Secchi: “ La grande scoperta che, presentemente, preoccupa i dotti e illustra la nostra epoca, è quella della teoria meccanica del calore….. L’esporre le basi di questa teoria… è lo scopo dell’opera presente”.

E’ una pubblicazione suddivisa in 4 grandi capitoli, nella quale viene espressa una profonda convinzione sull’unità della natura e della scienza della fisica. I titoli  sono: CAPO I - Del Calorico, CAPO II - Della Luce, CAPO III - Dell’Elettricità, CAPO IV - Costituzione della Materia. L’oggetto dello studio riguarda tutta la Fisica e la Chimica allora accreditate, ma spesso con inserimenti nuovi e la visione  personale delle cose di Secchi, non sempre condivise. Il libro contribuì in modo fondamentale allo sviluppo della fisica italiana, introducendo nel mondo accademico la neonata teoria cinetica dei gas, che in seguito costituirà la base delle leggi della termodinamica.

                                                                                 Fig.1   la teoria del calorico   

                                                                                            Fig.2 l’agitazione delle molecole

Il CAPO I tratta della sostanza definita calorico, un fluido elastico, imponderabile, indistruttibile, capace di penetrare nella materia quando essa veniva riscaldata e di uscirne quando veniva raffreddata. A seguito di ciò, l’equilibrio termico dei corpi veniva giustificato immaginando che, una volta posti in contatti due corpi, il corpo più ricco di calorico  ne cedesse una sua parte a quello meno dotato, finchè il sistema nel suo complesso raggiungeva la stessa temperatura.

La temperatura di un corpo era definita come la manifestazione del passaggio del calorico tra i corpi (fig.1) e misurata con il termometro: era dunque il calorico il responsabile della temperatura dei corpi, con le sue variazioni di concentrazione che portavano alla situazione di equilibrio. Si trattava di concetti e modellistica che nascevano secoli prima, condivisi da grandi scienziati del ‘700  come Pierre Simon Laplace e per i quali era ancora latente la corretta distinzione tra calore e temperatura. Oggi sappiamo che il calore è una forma di energia, che già gli esperimenti di Carnot e Joule avevano mostrato, e che la temperatura di un corpo è la misura della sua agitazione molecolare media. Ma collegare queste grandezze fisiche macroscopiche (quantità di calore e temperatura) alla loro interpretazione microscopica non fu così facile (fig.2) e si dovette passare attraverso la teoria cinetica dei gas, per capire come le leggi della meccanica si potessero applicare ai moti delle molecole. Secchi, nel riassunto del CAPO I, intravede già la soluzione del problema: definisce il calorico come modo di movimento della materia, ma al tempo stesso definisce la temperatura dei corpi come un fenomeno dipendente dall’intensità dell’urto molecolare, e quindi dalla massa e velocità delle molecole. Ossia, è consapevole che le grandezze fisiche macroscopiche, che misuriamo, sono l’espressione ultima di fenomeni microscopici insiti nella materia molecolare.

                                                             Fig.3 grandezze fisiche macroscopiche e microscopiche

Poche sono le formule del libro, spesso riportate nelle note a margine, mentre molte sono le tabelle e gli esempi numerici dedotti dalle sperimentazioni, a conferma di una visione sperimentale della fisica trattata unitamente ai concetti di fondo e conforme al modo di scrivere un testo “discorsivo”, tipico del tempo.

                                                               Fig.4 le caratteristiche della teoria cinetica dei gas

Negli altri capitoli, il libro tratta della luce, dell’elettricità e dell’ allora  conosciuta struttura della materia. Molto interessante è la convinzione, sua come dei fisici di allora, dell’esistenza dell’etere luminifero,  convinzione che durerà fino all’esperienza negativa di Michelson-Morley (1887). Si trattava di un mezzo materiale (una sostanza) che doveva spiegare la propagazione delle onde elettromagnetiche e della luce. La natura della sostanza doveva essere solida, onnipresente nello spazio, rigida ma non opporre resistenza ai corpi che l’attraversavano. L’experimentum crucis del 1887 dimostrò che la Terra, nel suo moto, non trascinava alcun vento d’etere (come avrebbe dovuto fare) e nel 1905 Einstein spazzerà via in due righe la questione dell’etere ritenendola superflua e superata dalla sua esposizione della Relatività Ristretta.

  

Non mancano, nel suo trattato, riferimenti astrofisici: una breve classificazione delle stelle, la discussione sulla variazione del campo magnetico terrestre e l’attività del Sole.

La vita di Padre Angelo fu profondamente segnata dagli avvenimenti del suo tempo, che portarono all’unità d’Italia. Il fatto che fosse un gesuita sottolineò ancor più divisioni, incomprensioni e lotte di vario tipo che il nascente Stato Italiano si ritrovò ad affrontare, con politici e religiosi spesso ai ferri corti.

L’analisi di questo testo non fu solo considerata ed esaminata da varie angolature negli ambienti anticlericali, ma anche tra gli stessi appartenenti alla Compagnia di Gesù. Feroci critiche vennero dalle frange più oltranziste del neotomismo: 

Giovanni Maria Cornoldi (1822-1892) accusò il Secchi addirittura di ateismo, in linea con una serie di scritti apologetici di religiosi impegnati a contrastare il pericolo di ateismo insito, a loro dire, nelle nuove teorie scientifiche che stavano avanzando.

Secchi contrastò costantemente, ma pacatamente, tali atteggiamenti, convinto della modernità di una teologia avulsa dalla conflittualità dello spirito dei tempi, che potesse convivere con la nascente nuova scienza, senza le ingerenze della filosofia e della teologia tradizionale.

Riferimenti bibliografici

Angelo Secchi. L’unità delle forse fisiche. Tipografia Forense, Roma, 1864

A.Altamore, S.Maffeo, e altri. Angelo Secchi: l’avventura scientifica del Collegio Romano. Edizioni Quater, Foligno, 2012