(I secc. XIX-XX)
34. =Caratteri della scienza nei secc. XIX-XX.= — Le cause del
progresso grandioso della scienza nei secc. XIX-XX si debbono al
perfezionamento e all’applicazione rigorosa del metodo, che i due
secoli precedenti avevano additato alle ricerche scientifiche. Ma
v’ha un altro fatto storico di prim’ordine, un fatto, cui accennammo
in uno dei paragrafi precedenti, allorchè intraprendemmo a discorrere
della scienza nell’età moderna (§ 25), che sollecita d’urgenza questo
progresso: lo sviluppo della grande industria. Questo sviluppo non
è stato mai così imponente, a tratti così mostruoso, come in questi
ultimi due secoli. Or bene, esso ha imposto alla scienza problemi
nuovi, gravissimi, e l’ha sforzata verso la loro soluzione. La grande
industria ha portato altresì l’enorme incremento della popolazione,
nell’uno e nell’altro continente, e questo fatto, a sua volta,
ha imposto agli uomini altri ordini di problemi: come trovare il
necessario alla vita di nuove decine e decine di milioni di persone;
come costruire le nuove gigantesche città; come proteggerle dalle
epidemie. Or bene, a tutto questo, senza l’aiuto di mezzi straordinarii
di conquista della natura, o di difesa dai suoi flagelli, non era
possibile provvedere.
Tuttavia, in genere, non può dirsi che i secc. XIX-XX abbiano fatto
scoperte paragonabili a quelle dei secc. XVI-XVII. Nè c’è stato più
un Galilei o un Newton, nè si sono ritrovate _ex novo_ le leggi della
dinamica o della gravitazione universale. Unica eccezione può fare,
in fisica, il ramo della elettricità. Tutto il resto non è stato
che progresso quantitativo, straordinario però sino al punto, che i
resultati ne sono apparsi originali e nuovi come qualità.
Il carattere più saliente della scienza, in questi ultimi
centoventicinque anni, è quello stesso che si disegnava nei secc.
XVII-XVIII, ma, ora, in proporzioni assai maggiori: la compenetrazione
di ogni disciplina scientifica nell’altra, al che si devono i massimi
progressi di ciascuna. Così lo _spettroscopio_, un puro strumento
fisico, è stato autore di profonde rivelazioni in astronomia; la
fisica, con la macchina elettrica, con la termodinamica, ha rinnovato
la chimica; i metodi e le scoperte dell’una e dell’altra hanno
rivoluzionato i campi della medicina, della zoologia, della botanica;
la matematica domina ovunque.
Frattanto, com’era cominciato ad avvenire sin dal sec. XVIII, i vecchi
confini fra le varie discipline scientifiche sono rotti, e dalle
unioni di parti dell’una con l’altra o di parti diverse di ciascuna,
fra loro, sono nate scienze, aventi ognuna una individualità propria:
_elettro-chimica, elettro-magnetica, zooiatria, anatomia microscopica,
termo-dinamica, fisico-matematica_ ecc. ecc. Certi rami di una sola
scienza hanno assunto tale ampiezza, da costituire da soli delle
vaste scienze: l’analitica, l’aritmetica superiore, in matematica; la
meccanica, la elettrotecnica, l’ottica, in fisica; la chimica organica,
l’elettrolitica in chimica; la fisiologia, la patologia, l’anatomia, la
clinica, in medicina, e così via. In tal modo il fronte della scienza
moderna presenta un’ampiezza senza paragone più imponente che in tutti
i secoli passati.
35. =Matematiche.= — I secoli XIX-XX hanno continuato e approfondito
gli indirizzi matematici dei due secoli precedenti. La _geometria
analitica_ e la _geometria proiettiva_ sono state coltivate da
una folla di scienziati. Questo secondo, anzi, ha mutato nome: la
_geometria proiettiva_ di _Monge_ è divenuta la _geometria sintetica_
o _superiore_, specie per i mutamenti in essa introdotti da _Giacobbe
Steiner_ (1796-1863) e da _C. Giorgio Cristiano Staudt_ (1798-1867),
il quale formulò un sistema di geometria, concepita al di fuori di ogni
idea di numero e di grandezza. Presso i Francesi, il più grande maestro
di geometria superiore del sec. XIX è stato il _Poncelet_ (1788-1867);
fra gli Italiani, _Luigi Cremona_ (1830-1903).
La geometria moderna ha anche affrontato la discussione delle ipotesi
comunemente ammesse dalla nostra geometria elementare — l’antica
geometria euclidea —, e n’è nata così la _geometria non euclidea_.
Il _calcolo infinitesimale_ o, semplicemente, l’_analisi_, è stato
anch’esso approfondito da una pleiade di scienziati, illustri, tra cui
citeremo soltanto l’_Halphen_, la signora _Sofia Kowalwski_, il grande
francese _Enrico Poincaré_ e gli italiani _Fr. Brioschi_ (1824-1897),
il fondatore dell’Istituto tecnico superiore di Milano, e _Ulisse
Dini_, morto da poco. Ma sono sorti anche nuovi importanti rami della
matematica pura: la così detta _teoria dei numeri_ o _aritmetica
superiore_, la _teoria delle forme_ e la _teoria dei gruppi_, le
_funzioni ellittiche_, ecc., che dànno un colorito nuovo alla scienza
matematica dei secc. XIX-XX. Inoltre, come più volte abbiamo accennato,
l’impero della matematica sulla fisica è diventato assai più possente e
intimo che per l’innanzi. Ne sono così nate la meccanica analitica, la
fisico-matematica ecc.
36. =Astronomia.= — L’astronomia dei secc. XIX-XX non ha un solo
grande nome da contrapporre agli astronomi dei due secoli precedenti
e nessuna grande scoperta, che possa competere col copernicanesimo
o col newtonianesimo. Ma vanta una folla di studiosi provetti
(_Delaunay, Adams, Leverrier, Maxwell, Helmholtz_ ecc. ecc., e, fra
gli Italiani, _Secchi, Schiaparelli_, ecc.), i quali, lavorando
nel campo dell’astronomia così detta gravitazionale (matematica)
e dell’astronomia descrittiva o _astrofisica_, hanno stabilito
e dimostrato molti punti, ch’erano rimasti oscuri, e precisato e
completato molte ricerche del passato.
I progressi del primo di questi due rami dell’astronomia si debbono
sopra tutto alla collaborazione della matematica; del secondo, al
perfezionarsi degli strumenti di osservazione, alla fotografia,
e principalmente alla così detta _analisi spettrale_ (_V.^i più
innanzi_), coadiuvata dalle accresciute cognizioni chimiche.
Cerchiamo di elencare alcuni dei principali resultati, dell’una e
dell’altra astronomia, cominciando dall’astronomia gravitazionale:
1º Il sec. XIX iniziò, per deliberazione del _Congresso internazionale
di astronomia_, tenutosi a Parigi nel 1887, la carta stellare del
cielo, il cui studio è stato distribuito tra diciotto Osservatorî, i
quali avrebbero proceduto con metodi e stromenti identici. La carta
dovrà contenere le stelle fino alla 14ª grandezza, e in tutto circa
20 milioni di stelle. In Italia ne sono stati incaricati la _Specola
Vaticana_ e l’_Osservatorio di Catania_.
2º È stato stabilito esattamente l’aumento secolare di velocità
(5"-6") della luna, che anche Halley e Laplace avevano notato e tentato
calcolare. Quale la causa? L’astronomo _Delaunay_ (1865) suppose che
si trattasse di un’apparente accrescimento di velocità della luna, ma
che in realtà fosse la Terra a rallentare il suo cammino per l’_attrito
delle maree_, ossia per le influenze, che le maree dell’Oceano
eserciterebbero sulla rotazione terrestre, per cui il giorno si
allungherebbe di 1/10 di secondo ogni 10 000 anni. Ma non è che
una ipotesi.
3º La stessa azione delle maree allungherebbe la distanza fra il sole
e la Terra, tra la Terra e la luna. Questi due corpi, anzi, si suppone,
sarebbero un tempo stati vicinissimi, e la luna avrebbe ruotato intorno
alla Terra nell’identica durata di tempo in cui la Terra ruotava
intorno al suo asse: i due corpi, anzi, si sarebbero mossi, come se
fossero stati congiunti l’uno all’altro.
4º Nel 1843-46 venivano scoperti, _e non già per osservazione, ma per
calcoli condotti a termine dagli astronomi gravitazionali — Adams e
Leverrier_ — il pianeta Nettuno, la sua posizione e la sua orbita,
che disturbavano i movimenti di Urano. Solo più tardi il pianeta fu
segnalato dall’astronomia descrittiva, e precisamente dall’Osservatorio
di Berlino.
Ed ecco ora le principali conquiste dell’_astronomia descrittiva_:
1º Sono state scoperte parecchie centinaia di piccoli pianeti
(_asteroidi_), specie tra Marte e Giove, alcuni con orbite grandemente
inclinate sull’_eclittica_ ed assai eccentriche, somiglianti, perciò,
più a quelle di comete che di pianeti o stelle fisse.
2º Insieme con gli asteroidi, sono stati scoperti numerosi satelliti
dei varii pianeti, tra cui altri cinque di Giove, oltre i primi quattro
scoperti dal Galilei. Taluni di essi hanno particolarità singolari.
Un satellite di Marte ha una rivoluzione più veloce della rotazione
di quella del suo pianeta, sicchè gli ipotetici abitanti di Marte
dovrebbero vederlo levarsi a occidente e tramontare a oriente. Ma più
strano è il caso del satellite di Nettuno, _che (come quelli di Urano)
ruota intorno al suo pianeta da est a ovest_.
3º Sono stati studiati minutamente, fino ai limiti del possibile,
le superficie dei pianeti e dei satelliti. Noi conosciamo i monti, i
crateri della luna, la loro altitudine, e sappiamo che la luna non ha
acqua e, forse, neanche atmosfera.
È stato studiato Giove, il gigante dei pianeti del nostro sistema
solare, e si è potuto determinare che esso ha una densità pari ad
appena 1/4 di quella della Terra, poco maggiore dell’acqua, e che
perciò si trova in uno stadio che potrebbe dirsi pastoso.
Grazie alle osservazioni dell’astronomo italiano _Giov. Virginio
Schiaparelli_, noi adesso conosciamo bene la superficie di Marte, il
più vicino (a noi) dei grandi pianeti, con le sue macchie, che sono
state talora interpretate per acqua e terra, con le sue grandi linee,
scure e parallele, denominate canali, e inesplicabili. Sappiamo che
gli _anelli_ di Saturno non sono corpi (solidi o liquidi) continui, ma
corpuscoli solidi rotanti intorno al pianeta.
4º Lo studio del sole, della sua composizione è progredito enormemente,
grazie, dicevamo, alla _analisi spettrale_, ossia all’analisi della
sua luce mediante lo _spettroscopio_, con il quale gli astronomi
analizzano lo _spettro_[86] prodotto dai raggi di una sorgente
luminosa. Noi conosciamo con questo mezzo le caratteristiche della
luce emanata da un solido o un liquido o un gas (a piccola o ad alta
pressione), o che attraversa un gas. E abbiamo perciò potuto concludere
che lo _spettro solare_ dimostra che la luce del sole proviene da un
corpo a temperatura, elevatissima incandescente (solido o liquido, o
da un gas ad alta pressione), e che ha attraversati gas più freddi,
esistenti nell’atmosfera solare. Nel sole ci sarebbero ben 30 o 40
metalli: sodio, ferro, idrogeno, carbonio ecc. allo stato di vapore.
La luce irradia specialmente dalle parti esterne, le più fredde, e la
temperatura crescerebbe andando dall’esterno verso l’interno. Anche la
densità del sole sarebbe pari ad appena 1/4 di quella terrestre.
5º Lo studio delle comete, delle altre stelle, delle nebulose — grazie
sempre alla spettroscopia e alla fotografia — è di molto progredito.
*
* *
Una domanda, che si sono posti gli astronomi dei secc. XIX-XX, è
questa, se la ipotesi del Laplace sulla formazione del sistema solare
ne sia riescita confermata o no. Quella teoria ha dovuto affrontare
alcune difficoltà: i satelliti di Urano e Nettuno hanno (dicevamo) un
movimento retrogrado, e gli asteroidi hanno orbite eccentriche e assai
inclinate: il che rompe l’uniformità e la simmetria dei movimenti del
sistema solare, su cui Laplace, aveva fondato la sua ipotesi. Ma tali
eccezioni sono forse spiegabili. D’altra parte, tutte le restanti
osservazioni hanno accresciuto il numero dei corpi, i cui movimenti
recano le caratteristiche segnate dal Laplace; l’esame spettrale ha
mostrato l’uniformità della materia dei corpi componenti il sistema
solare; infine, noi possiamo anche sorprendere nebulose in un processo
di condensazione analogo a quello supposto dal Laplace per la nebulosa,
donde sarebbe uscito l’intero sistema solare. In conclusione può
dirsi che la vecchia ipotesi dell’astronomo francese esca dalle nuove
scoperte più rafforzata che indebolita.
37. =Fisica.= — A differenza dell’astronomia, la fisica dei secc.
XIX-XX vanta scoperte ed applicazioni grandiose. Uno dei più possenti
impulsi ai suoi progressi è stato l’uso costante del calcolo matematico
nei problemi di fisica, che ne ha cambiato in gran parte le basi e
l’indirizzo.
Innanzi a tutte stanno le applicazioni della elettricità, di cui diremo
fra poco. Ma contemporaneamente si è, in questi due secoli, iniziata
l’analisi spettrale; si sono conquistate le regioni dell’aria; si è
concepito il calore come dovuto al moto molecolare, e si è fondata la
termodinamica. Le vecchie teoriche sulla natura della luce sono state
abbandonate e sostituite, come aveva voluto l’Huyguens, con la teoria
ondulatoria della luce, medesima, ossia con la esistenza di vibrazioni
luminose dell’etere. A queste vibrazioni si tende a riferire anche
i fenomeni elettrici e magnetici, sì che la natura degli uni è (si
afferma) identica a quella degli altri. Il sec. XVIII ammetteva ancora
una mezza dozzina di _imponderabili_ (luce, flogisto, calore, suono,
elettricità ecc.); oggi non se ne ammette che uno solo: l’_etere_.
In altra direzione, le scoperte di Enrico Hertz hanno dischiuso la
strada alla telegrafia, alla telefonia senza fili, e l’elettricità,
applicata alla chimica, ha ispirato una nuova concezione della materia,
che sembra finalmente rispondere all’eterna domanda che da venti secoli
— dall’età di Talete e di Democrito —, il pensiero umano, pur lottando
contro se stesso, torna invincibilmente a proporsi: — _Quale l’essenza
della materia?_[87] —
_A_). _Gli studî sull’elettricità._ — L’iniziatore degli studî moderni
sulla elettricità è _Alessandro Volta_ (1745-1827), la cui prima
giovinezza cade in sullo scorcio del sec. XVIII. Allora egli aveva
scoperto l’_elettroforo_ e l’_elettroscopio_. Nel primo anno del nuovo
secolo, egli scoprirà e fabbricherà la _pila_ elettrica, che reca il
suo nome (_pila di Volta_), formata di coppie di dischi di zinco e
rame, ciascuna separata dall’altra da un corpo _conduttore_ bagnato.
Questa pila era capace di emettere scariche elettriche continuatamente,
e non già interrottamente e bruscamente, come faceva la _bottiglia di
Leyda_.
Le immediate scoperte, a cui la pila dette luogo, furono numerose, e
accesero molte, talora utopistiche, speranze. Ma la più notevole per
le sue conseguenze (sebbene casuale) seguì poche settimane dopo che
il Volta ebbe annunziato a un amico d’Inghilterra, e descritto a lui
privatamente, la sua pila, e cioè prima ancora che egli l’avesse fatta
di ragion pubblica. Codesta scoperta consistette nella proprietà della
_pila_ di scomporre l’acqua in ossigeno e idrogeno. Per essa venivano
gettate le basi della elettrochimica, ossia di un nuovo, straordinario
metodo per la ricognizione dei fenomeni chimici, il quale rivoluzionerà
la scienza, che li riguarda.
Nel 1821 il fisico _Davy_, avendo fatto comunicare i due poli della
pila con due bacchette orizzontali di carbone, distanti fra loro
pochi centimetri, scopriva la luce elettrica. Ma un anno prima (1820)
il fisico _Arago_ aveva annunziato, e ripetuto all’_Accademia delle
scienze_ di Parigi, una esperienza del chimico danese _Gian Cristiano
Oersted_[88] (1777-1859), la quale dimostrava, sperimentalmente, ciò
di cui in passato si era talora sospettato: l’esistenza di un rapporto
costante fra il fenomeno elettrico e quello magnetico.[89] Nello stesso
anno _Francesco Arago_ (1786-53) scopriva che il filo di ferro, il
quale trasmette la corrente elettrica, attira la limatura di ferro,
ossia che la corrente elettrica crea intorno a sè un _campo magnetico_.
Sarebbe, dunque, il magnetismo una conseguenza dei fenomeni elettrici?
Il fisico _Andrea Maria Ampère_ (1775-1836) dimostrò questo fatto
con una serie di esperimenti classici. Anzi egli formulò in proposito
un’ipotesi suggestiva, ma intorno alla quale la scienza ancora discute.
Secondo questa ipotesi, le molecole della calamita, come dei vari
corpi magnetizzabili (ad es. il ferro), sarebbero percorse da piccole
correnti circolari _perpendicolari_ all’asse del corpo stesso. Ma
poichè esse correnti si rivolgono in tutte le direzioni, non esercitano
nessuna azione esterna. Invece, sotto l’azione della elettricità quelle
correnti pigliano una direzione comune, cioè il corpo si _magnetizza_.
Questa teoria e tutte le dottrine minori, che vi si connettono,
l’Ampère svolse in una sua _Memoria_ del 1823, nella quale gettava le
fondamenta della elettrodinamica.
In qual modo codesta teorica si applicherebbe a spiegare il magnetismo
terrestre? Come, nel sec. XVI, il Gilbert aveva considerato la Terra
come un grande magnete, così, ora che il magnetismo veniva identificato
con l’elettricità, l’Ampère considerava la Terra come una grande sfera
percorsa da correnti elettriche in direzione da est a ovest. Tale
idea fu cimentata alla prova dell’esperimento su una sfera di legno,
dall’italiano _Leopoldo Nobili_ (1794-1835), e su di essa, egli potè
riprodurre tutte le particolarità dell’azione della Terra sull’ago
magnetico.[90]
Nel 1825 _Guglielmo Sturgeon_ fabbricava il primo elettro-magnete,
avvolgendo un grosso filo di rame sopra una bacchetta di ferro
verniciato a forma di ferro cavallo, il quale, appena la corrente
lo attraversava, diveniva una potente calamita, capace di sostenere
154 libbre. Era così creato il pezzo fondamentale di tutti i futuri
apparecchi, trasmettitori a distanza di segnali (_telegrafi_ e
_telefoni elettro-magnetici_), o che da una data energia elettrica
ne ricavano un’altra, diversa dalla prima (_trasformatori_), o che
trasformano il movimento in energia elettrica (_dinamo_),[91] o
questa in quella (_motori elettrici_)[92] ecc. ecc. Infatti il primo
telegrafo _Morse_ (di _Samuele Morse_, 1791-1872) sarà del 1837;[93]
il primo cavo telegrafico sottomarino (fra Douvres e Calais), lungo 45
km., è del 1851, e nel 1858 venne terminato il primo cavo sottomarino
europeo-americano, intorno a cui, però, occorse, per renderlo sicuro,
lavorare un altro decennio circa.
Anche le prime macchine elettro-magnetiche vennero tentate a
mezzo il sec. XIX, appena fu nota l’enorme forza attrattiva
dell’elettro-calamita. Il primo motore di tal genere fa costruito
nel 1831, e il primo battello, mosso da motori elettro-magnetici,
fa provato nel 1837 a Pietroburgo sulla Neva. Ma si trattava di
un mezzo troppo costoso, e tale l’elettromagnete rimase finchè non
furono noti i fenomeni così detti d’_induzione_. Tali fenomeni vennero
scoperti, in modo definitivo, da _Michele Faraday_ (1791-1867) intorno
al 1831. Secondo i suoi resultati, una corrente elettrica avrebbe
potuto generare, attraverso un magnete, altre correnti con potere
magnetizzante. Ed egli, infatti, riuscì a produrre le _correnti
d’induzione elettro-magnetica_, le cui conseguenze industriali sono
infinite, e hanno rivoluzionato l’industria e reso possibili le
automobili, nonchè gli apparecchi della moderna aviazione.
Alle _correnti d’induzione_ elettro-magnetiche si collega anche il
telefono. Lo inventò per primo un italiano — _Antonio Meucci_ — nel
1849; ma esso fu solo rivelato al mondo dall’Esposizione universale
di _Filadelfia_ del 1876. A questa Esposizione però non figurava
la scoperta del Meucci, ma quella di _Alessandro Bell_, di cui
ancora usiamo l’_apparecchio ricevitore_. Poi il telefono si diffuse
superbamente in America e in Europa.
Nella seconda metà del sec. XIX, si sono studiati intensamente, e con
resultati preziosi, gli effetti della scarica elettrica attraverso il
vuoto. Le prime esperienze, veramente impressionanti, furono quelle di
_Guglielmo Crockes_[94] del 1873. Per esse il grande fisico credette di
ritrovare un _quarto stato_ della materia (oltre il solido, il liquido,
il gasoso), tanto diverso dal gasoso quanto questo lo è da quello
liquido. Venti anni dopo, seguirono gli esperimenti di _Guglielmo
Corrado Röntgen_,[95] che, nel 1895, scopriva i _raggi X_ o _Röntgen_
(dal nome del ritrovatore), pei quali i corpi, che alla luce ordinaria
risultano opachi, divengono trasparenti, onde fu possibile fotografare
(_radiografare_) lo scheletro umano.
Tale la gamma meravigliosa delle scoperte dal sec. XIX nei dominî della
elettricità.
_B_). _Il telegrafo senza fili._ — Il telegrafo elettrico senza fili
ha anch’esso una ben faticosa preistoria; fu tentato più volte nel
corso del sec. XIX: e in Francia e in Inghilterra e altrove. Ma la sua
fortunata istoria comincia dal giorno in cui il fisico _Hertz_ e gli
altri che si posero sulle sue orme (_Lodge_, in Inghilterra, _Righi_
e _Calzecchi-Onesti_, in Italia, inventore, l’uno, dell’_eccitatore_,
l’altro, del _ricevitore, Tesla_ in America, _Enrico Poincaré_ in
Francia) ricercarono i mezzi più opportuni per produrre, raccogliete
e guidare le onde elettriche. Il 2 giugno 1896 un giovane italiano,
appena ventiduenne, discepolo del Righi — _Guglielmo Marconi_ — fece
brevettare un suo sistema di telegrafia senza fili che doveva poi
diventare universale. Questo non conteneva alcun elemento nuovo. Ma
il suo autore aveva saputo felicemente combinare insieme elementi,
che, uno ad uno, gli altri avevano trovati, e farli convergere verso
un successo pratico. Anche prima di Colombo, dirà con fine ironia,
giustamente, un fisico moderno, si conoscevano le uova; solo però il
grande Genovese insegnò il modo di tenerle ritte in piedi...
_C_). _La locomotiva; la conquista dell’aria._ — Non ostante
l’applicazione della macchina a vapore a carrozze automobili fin dal
1829, la locomotiva era più un’aspirazione che una realtà. Nell’ottobre
di quest’anno, _Giorgio Stephenson_ costruiva quel tipo di locomotiva,
che poco dopo doveva figurare nel primo tronco ferroviario inglese
Liverpool-Manchester. Solo allora le ferrovie diventarono uno dei
meccanismi indispensabili della civiltà contemporanea.
Gli aerostati erano stati scoperti in sullo scorcio del sec. XVIII.
Il pallone aerostatico dei _fratelli Mongolfier_ fu provato nel 1783.
Dieci anni più tardi, essi venivano impiegati a scopi militari sul
fronte belga nelle Guerre della Rivoluzione. Questi aerostati sono
stati gli strumenti che fino a ieri maggiormente hanno giovato alla
scienza: un’ascensione del fisico _Gay Lussac_ del settembre 1804 provò
che l’aria a m. 6366 di altezza non contiene idrogeno; che, quindi, il
lampo e il tuono non si possono attribuire alla combinazione di questo
gas coll’ossigeno dell’aria; e provò altresì che la forza magnetica
scema con l’allontanarsi dalla Terra, ecc. Ma questo non significava
ancora la conquista dell’aria.
L’automobile, l’autoscafo, il dirigibile e l’areoplano poterono
trionfare solo quando vennero scoperti i _motori a scoppio_, nei quali
una miscela gasosa (ottenuta mescolando l’aria col vapore di un liquido
combustibile, ad es. la benzina), viene incendiata dalla scintilla di
una piccola macchina a induzione, e con la sua esplosione mette in moto
l’apparecchio.
Questi motori sono i più leggeri possibili, dacchè il loro peso per
_cavallo-motore_ può scendere sino a 4 kg. Fu _Santos Dumont_, nel
1898, a Parigi, a farne l’applicazione al primo dirigibile, che girò
intorno alla torre di Eiffel.
Le prime esperienze con gli areoplani rimontano al 1891, ma il merito
di aver dato sicurezza a questo genere di locomozione aerea spetta agli
americani fratelli _Wright_[96] (1903). Tuttavia il principio, a cui
gli aeroplani obbediscono, è diversissimo da quello dei dirigibili.
Gli aeroplani sono più pesanti dell’aria, tal quale l’aquilone, con
cui si baloccano i fanciulli. Solo in essi la funzione della corda
dell’aquilone è sostituita dall’impulso del motore. Esattamente, un
aquilone potrebbe paragonarsi a un aeroplano tenuto all’àncora, e un
aeroplano, a un uccello immobile su le ali.
_D_). _Termodinamica._ — Tutte le numerose applicazioni della moderna
_termodinamica_ poggiano sul principio che il calore può trasformarsi
in movimento (lavoro), e viceversa; o, più precisamente che fra le
due quantità di calore e di lavoro (reciprocamente create) esiste una
equivalenza perfetta, indipendente dalla natura dei corpi nei quali la
trasformazione avviene (_legge della conservazione della energia_).
Gli studii concreti sulla migliore applicazione di questo principio
si debbono all’inglese _Rumford_, ai tedeschi _Mach, Mayer, Helmholtz,
Clausius_, agl’italiani _Morosi_ e _Paoli_, al francese _Sadi-Carnot_
(1796-1832)[97] e a molti altri. Esso fece possibili le potenti e
mirabili macchine termiche moderne e rese servigi grandi allo studio di
numerosi fenomeni, elettrici e chimici, allo studio dei corpi gasosi,
e, in modo speciale, alle ricerche sul cangiamento di stato fisico dei
corpi.
_E_). _Teorie ottiche._ — Nel sec. XIX, tra il 1815 e il 1825, si
perveniva, finalmente, per merito di _Agostino Fresnel_, a una teorica
esatta circa il problema, difficilissimo, della natura della luce.
Si ripigliava, ma con una sostanziale correzione, la teoria delle
vibrazioni dell’Huyghens del sec. XVII. I raggi luminosi sarebbero,
come l’Huyghens li aveva concepiti, la direzione in cui si propagano le
vibrazioni dei corpi luminosi. Però queste vibrazioni non devono più
imaginarsi longitudinali, ondulatorie, come quelle di uno stagno, in
cui si scagli un sasso, _ma perpendicolari alla direzione nella quale
si propaga l’onda, ossia al raggio luminoso_. Per rendere concretamente
l’idea per via di una grossolana imagine sensibile, il raggio luminoso
e le vibrazioni possono, secondo la teorica del Fresnel, paragonarsi
alle spazzole che servivano un tempo a pulire i tubi di vetro dei
lumi a petrolio, in cui un filo di ferro reggeva delle rigide setole
di crino, irradianti in tutte le direzioni e perpendicolari al filo
che le sorreggeva. L’argomento principe che vale a consolidare questa
_teoria delle vibrazioni_, contro la _teoria_ newtoniana _delle
emissioni_, fu raggiunto solo nel 1850 dal _Foucault_ e dal _Fizeau_.
Secondo la teoria delle emissioni, giusta le leggi che presiedono
alla rifrazione, la velocità della luce dovrebbe crescere passando
da un corpo meno denso a uno più denso (dall’aria nell’acqua); il
rovescio dovrebbe accadere secondo la teoria delle vibrazioni. Or bene,
successive, accurate misurazioni fecero rilevare che la velocità della
luce (298 000 km. circa al secondo nell’aria) si riduce a 3/4
di codesta cifra nell’acqua, mentre deve essere superiore nel vuoto
assoluto.
Così la teoria newtoniana era condannata, e la contemporanea,
dispregiata divinazione dell’Huyghens, vendicata!
Ma dove avviene la vibrazione luminosa, ossia la vibrazione che si fa
luce? Il Fresnel e i fisici, che lo seguirono, notando che la luce,
a differenza del suono, si trasmette anche nel vuoto (come avviene
negli spazi interplenatarii e sotto la campana pneumatica), adottarono
l’opinione che la vibrazione luminosa abbia luogo in un mezzo
imponderabile, sparso nello spazio e in tutti i corpi, che, rievocando
un’antica parola greca, denominarono _etere_; che, anzi, _la luce è
vibrazione dell’etere_.
Il Fresnel stesso credette poter determinare il perchè delle varietà
dei colori nella luce, e riprese la teoria dell’Euler (§ 30 _A_): i
colori non dipendono (come il Newton aveva pensato) dalla grandezza
delle molecole luminose, ma dalla durata delle vibrazioni, ossia dalla
lunghezza dell’onda. Questa lunghezza crescerebbe dal violetto al
rosso.
L’eco delle discussioni, che la teorica del Fresnel aveva suscitate,
non era ancor spenta, quando un altro grande fisico del secolo — _James
Clerk Maxwell_ (1831-79) — formulò una ipotesi assai suggestiva, che
per altro era balenata anche al Faraday. Le onde elettromagnetiche
(egli osservò) sono, come le onde luminose, costituite da vibrazioni
trasversali alla direzione della loro propagazione. Inoltre la velocità
di queste onde è quella stessa della luce. Inoltre, nel 1845, il
Faraday era riuscito a magnetizzare un fascio di luce, ossia a fare
in modo, sotto l’azione di un grande magnete, che le sue vibrazioni
avvenissero secondo un piano differente da quello originario. Sarebbero
dunque le onde luminose niente altro che onde elettromagnetiche?
Sarebbe la luce ment’altro che elettro-magnetismo? Nacque così la
_teoria elettromagnetica della luce_, che è adottata da gran parte
degli scienziati contemporanei.
Ma come col Maxwell, e poi con l’Hertz, la dottrina sulla natura della
luce sembrò identificarsi con quella della natura dell’elettricità
e del magnetismo, così, poco dopo, essa fu estesa all’altro agente
imponderabile, che noi riscontriamo nel mondo dei fenomeni fisici: il
calore. Tutti sono stati ritenuti, egualmente, effetto di vibrazioni
dell’etere, anzi le vibrazioni stesse di questo agente misterioso e
meraviglioso della natura.
_F_). _L’etere._ — Che cosa, dunque, sarebbe l’_etere_? Poichè esso
esiste nel vuoto, dovrebbe essere considerato come imponderabile.
Inoltre esso non dovrebbe avere consistenza, dovrebbe essere
immateriale, perchè non oppone alcuna resistenza sensibile ai
corpi celesti che vi si muovano dentro (non si dà neanche il senso
percettibile di alcun _vento d’etere_). Ma è di una elasticità enorme,
come nessun gas conosciuto, perchè le sue vibrazioni (luminose,
elettromagnetiche ecc.) sono rapidissime; ed è anche condensabile
perchè nei corpi la velocità di propagazione delle sue vibrazioni è
minore che nel vuoto, e in proporzione della loro densità.
Ma non è tutto. Poichè le vibrazioni (luminose, elettromagnetiche ecc.)
dell’etere hanno una direzione perpendicolare all’asse della loro
propagazione, ciò significa che l’etere presenta uno dei caratteri
specifici dei corpi solidi... Nei gas le differenti particelle si
possono spostare, ossia vibrano, senza che si manifesti alcuna reazione
delle une sulle altre; qualche traccia di reazione — _e quindi di
rigidità_ — comincia ad apparire nei liquidi, ma soltanto i solidi
posseggono la rigidità occorrente perchè delle vibrazioni trasversali
possano produrvisi e mantenervisi. Ora le vibrazioni esclusivamente
trasversali, _anzi perpendicolari_, dell’etere fanno supporre in questo
«corpo» una rigidità maggiore che nei solidi, per es., nell’acciaio...
La «materia» per eccellenza imponderabile, sarebbe dunque, al tempo
stesso, per eccellenza solida?... Ma come mai un solido può essere
attraversato da altri solidi, secondo avviene dell’etere, percorso
da pianeti e stelle fisse?... Le sue proprietà, dunque, sarebbero
diversissime da quelle da noi conosciute presso i corpi che sogliamo
raggiungere coi nostri sensi, e pressochè paradossali...
Che più? Nell’etere stesso alcuni fisici credono di poter additare la
ragione della gravitazione universale, rispondendo così a una domanda
dinanzi alla quale lo stesso Newton aveva dovuto arrestarsi: — _Quale
la causa della gravitazione universale?_ —
_G_). _Che cosa è la materia?_ — Anche a questa domanda ha creduto
di poter rispondere, ancora una volta, la scienza del sec. XX, e ha
costruito la _teorica elettrica della materia_, cui ha portato il
contributo, veramente geniale, dei suoi studii, il nostro _Augusto
Righi_. Ma a questa teoria ha contribuito, in misura maggiore, la
scienza chimica, e perciò ce ne occupiamo più innanzi (§ 38 _B_), a
tale proposito.
38. =Chimica:= _A_). _La nuova teoria atomica._ — Il sec. XIX si apre,
in chimica, come dicevamo, con la rinascita della _teoria atomica_. Si
era già avviato su questa strada, sin dal 1815, _Guglielmo Prout_;[98]
ma il suo massimo sistematizzatore è _Giorgio Dalton_ (1768-1844).
Studiando le sostanze gasose, il Dalton pervenne al concetto che ogni
gas è composto di _particelle respingentesi fra loro con una forza che
diminuisce con la distanza dei loro rispettivi centri_. Più tardi,
studiando le proporzioni delle combinazioni chimiche tra le varie
sostanze, notò che queste proporzioni si possono esprimere con numeri
interi o con multipli di essi. Così, ad es., nei due idrocarburi
_metano_ ed _etilene_ uno stesso peso di idrogeno è combinato con
una quantità di carbonio doppia nell’etilene di quella contenuta nel
metano. Lo stesso avviene nei cinque ossidi dell’azoto. Egli notò in
conclusione tre fatti: _a_) che ogni corpo (come aveva stabilito _G.
Luigi Prout_) è invariabilmente composto degli stessi elementi uniti
nelle identiche proporzioni (_legge delle proporzioni definite_);
_b_) che, quando un elemento si unisce con un altro, per dare origine
a nuovi composti, in ciascuno di questi composti, in rapporto a una
quantità costante di uno di essi, le quantità dell’altro variano in
proporzioni multiple (_legge delle proporzioni multiple_);[99] _c_)
che, quando due corpi _A_ e _B_ si combinano separatamente con un terzo
corpo _C_, le quantità, con cui _A_ e _B_ si uniscono con _C_, sono
eguali a quelle in cui si uniscono fra loro _A_ e _B_ o multipli di
esse (_legge delle proporzioni reciproche_). Onde il Dalton concluse
che _la materia deve essere composta di atomi, aventi dimensioni e peso
diversi, per le diverse sostanze, ma identici per ciascuna sostanza e
che la combinazione chimica altro non è che un raccostamento di atomi_.
Tali vedute furono confermate, contemporaneamente e successivamente, da
ricerche collaterali di altri: _Gay Lussac, Ampère, Davy, Berzelius_
ecc. Tuttavia la nuova ipotesi andava incontro a talune difficoltà
pratiche; alcune esperienze nuove sembrarono contradirla. E bisognò
rettificarla. Il tentativo più razionale, diretto a tale scopo, venne
fatto, nel 1813, dall’italiano _Amedeo Avogadro_ (1776-1856). Secondo
la sua teoria (che però si limitava ancora ai gas), volami eguali
di qualsiasi gas — semplice o composto — nelle stesse condizioni di
temperatura e pressione, contengono il medesimo numero di _molecole_
ch’egli chiamava _particelle integrali_, onde i pesi relativi di tali
volumi rappresentano i pesi relativi di dette molecole. Però, nel caso
dei gas semplici, le _particelle integrali_ sarebbero composte di un
certo numero di _atomi della stessa specie_, mentre, nel caso di gas
composti, risulterebbero di _atomi di specie differenti_. Tale ipotesi
introduceva, oltre l’_atomo_, il concetto di _molecola_, e assegnava,
all’uno e all’altro, una funzione diversa nella costituzione della
materia. La _molecola_ sarebbe una associazione di atomi, l’ultima
particella _fisica_ della materia; l’_atomo_ sarebbe quella particella
di materia, che, nelle reazioni _chimiche_, non soggiace, praticamente,
a ulteriore divisione, anche se noi, teoricamente, possiamo concepirla
divisibile.
Ciò non ostante, questa teoria non ebbe l’onore di un riconoscimento
universale se non dopo il Congresso chimico europeo del 1860 a
Carlsruhe. Colà il chimico italiano _Stanislao Cannizzaro_ (1826-1910),
tornando a sviluppare la teoria dell’Avogadro, mostrò quanto facilmente
essa risolvesse molte delle difficoltà in cui si avviluppava la chimica
del tempo, e come la migliore interpretazione della teoria del Dalton
fosse quella appunto offerta dall’Avogadro.
Da allora in poi le formule chimiche, oggi in uso, seguono il metodo
indicato dall’Avogadro: danno, cioè, l’indicazione degli atomi e delle
molecole dei corpi. Così, ad esempio la formula chimica dell’acqua
(H_{2} O) significa che ogni molecola è composta di 2 atomi di idrogeno
e di 1 atomo di ossigeno.
_B_). _Radioattività e sue conseguenze teoriche._ — Negli ultimi anni
del sec. XIX la teoria atomica ha subito un’ulteriore trasformazione,
in seguito alla scoperta del fenomeno della _radioattività_. Non
solo: questa scoperta ha dato un colpo inatteso al concetto della
intrasformabilità dei corpi, affermata solennemente agli albori della
chimica moderna contro l’alchimia medievale, e ha improvvisamente
rivendicato, non la pratica, ma il principio ispiratore di
quest’ultima.
Nel 1896 _Enrico Becquerel_ trovò che i sali d’_uranio_ emettevano
una radiazione invisibile, che però poteva impressionare la lastra
fotografica. Dopo di allora si è trovato che altre sostanze possiedono
tale proprietà ed emettono radiazioni di genere diverso, che si
sogliono indicare con le prime tre lettere dell’alfabeto greco (α, β,
γ: _alfa, beta, gamma_).
Questi elementi radioattivi sarebbero forme di materia, le quali
subiscono trasformazioni, aventi per resultato quello di riprodurre,
a loro volta, nuove forme, dotate di proprietà, chimiche e fisiche,
_diverse da quelle della sostanza madre_. Uno dei corpi, prodotti
dall’uranio è appunto il _radio_, scoperto dalla signora Curie nel
1898: esso, sopra tutti, dotato di potenza radioattiva, e il solo che
si sia ottenuto allo stato di sale puro e di metallo libero.
Il radio, dunque, ci permette di assistere al fenomeno di _un’organica
e naturale trasformazione della materia_. Dal radio, che ha il peso
atomico 226,5, si ottiene, per successive perdite di particelle _alfa_,
il radio _A, B, C, D, E_ e poi il radio _F_, che ha il peso atomico
210,5, e che, emettendo sempre raggi _alfa_, darebbe il corpo avente
il peso atomico 206,5, prossimo cioè a quello del piombo, il cui peso
atomico è 206,9; il che sembra confermato da osservazioni geologiche.
Analogamente, il _torio_ dal peso atomico 232,5 scenderebbe a 208,5 che
è il peso atomico del bismuto.
Siamo, dunque, di fronte a vere trasformazioni della materia, _le quali
si producono in un solo atomo_, o _mediante proiezioni di particelle_
alfa _e con diminuzione del peso atomico, o con emissione di raggi_
beta _senza che il peso atomico varii (almeno sensibilmente) o senza
alcuna emissione, come avviene nei corpi non radioattivi, e che dànno
origine a corpi radioattivi_.
_L’atomo_ (l’_indivisibile_!), _dunque, sarebbe un corpo
divisibile_...., un complesso di corpuscoli minori (quelli che
si dissero gli _elettroni_),[100] un edifizio assai complicato e
delicato, capace di assumere nuove configurazioni e proprietà, capace
di disgregarsi con perdita dei suoi componenti e dare origine a nuovi
corpi di peso atomico inferiore.
Talune osservazioni sui fenomeni della elettricità e della luce nei
corpi hanno altresì indotto a considerare l’atomo come formato da
una parte centrale immobile ed elettrizzata positivamente, intorno
alla quale ruotano dei corpuscoli carichi di elettricità negativa:
gli _elettroni_. La stessa sua porzione centrale sarebbe un nucleo di
_elettroni_, e il tutto potrebbe paragonarsi a un microscopico sole
cinto di pianeti, che ruotano intorno ad esso. La radioattività sarebbe
una proiezione delle particelle interne di questo infinitesimo sistema
solare, quale conseguenza della stabilità imperfetta dell’atomo, che
è costretto a disintegrarsi e a proiettare _elettroni_ fino a che esso
non trovi un sistema stabile, ossia non si trasformi in una sostanza,
che allora non sarà più radioattiva.
Questa, l’ultima forma assunta dalla antichissima teoria atomica
democritèa; questa, l’ultima risposta della scienza alla eterna
domanda: — _Che cosa è la materia?_ —
_C_). _Chimica organica._ — La nuova teoria atomica è forse la scoperta
più impressionante che la chimica contemporanea, potentemente aiutata
dalla fisica, abbia compiuto nell’età più recente. Ma altre più
modeste, sebbene, forse, più solide, possono starvi a fianco. Sin dai
primi decenni del sec. XIX cominciò a diventar popolare la _chimica_
così detta _organica_, ossia la chimica delle sostanze organiche.
La costituzione chimica di molte sostanze organiche era già nota fin
dai secoli precedenti. Ma lo sforzo di tutta la prima metà del sec. XIX
fu di tentar di distinguere quale fosse la differenza qualitativa fra i
prodotti del mondo organico e i prodotti del mondo inorganico.
Dapprima si suppose che gli elementi delle sostanze organiche
differissero, per la natura loro, da quelli delle sostanze inorganiche.
Ma gli esperimenti, compiuti nella prima metà del sec. XIX, smentirono
questa supposizione. Dove dunque la differenza? Un’altra ipotesi
era quella che il sec. XIX ereditava dal sec. XVIII: che, cioè, alla
formazione dei prodotti organici presieda una speciale «forza vitale».
A risolvere il problema aiutò molto la scoperta dell’_isomerismo_
nelle sostanze organiche e inorganiche. Fu scoperto, cioè, che delle
sostanze, formate degli stessi elementi, nelle stesse proporzioni,
hanno proprietà affatto diverse l’una dall’altra. Ad es., la grafite
e il diamante sono chimicamente carbonio, ma hanno proprietà le mille
miglia lontane dal carbonio. Si venne così al concetto che le proprietà
di una sostanza non dipendono dalla loro composizione chimica, _ossia
dalla natura dei loro atomi, ma dalla disposizione di questi atomi
nella molecola_.
Questo concetto fu ribadito dai progressi, cui la chimica man mano
pervenne, nella riproduzione artificiale di molti degli elementi degli
organismi, vegetali e animali. Le più notevoli tra queste sintesi
chimiche riguardano gli _zuccheri_ e le _proteine_, essendo i primi tra
i più caratteristici prodotti della vita delle piante; le seconde, fra
i più importanti prodotti vitali in quanto entrano nella composizione
dei tessuti animali.
Si trovò in conseguenza che i «prodotti organici» sono composti di
elementi chimici inorganici, e, precisamente, di carbonio, idrogeno,
ossigeno, azoto, più fosforo (o zolfo), e che ciò che li rende
«organici» deve essere solo un diverso aggruppamento dei loro atomi. In
questo modo la chimica si poneva in contatto con la vita, e un suo ramo
speciale si dice oggi, appunto, _biochimica_.[101]
Un’altra conclusione è derivata da queste esperienze: che i processi
chimici della vita organica sono sostanzialmente analoghi a quelli
che si praticano nei laboratorii scientifici, anche se talora qui si
ottengono alcuni prodotti organici con metodi diversi (in genere più
energici e più rapidi) di quelli che la natura preferisce seguire.
_D_). _Elettrolisi._ — Con la _elettrolisi_ chimica siamo in presenza
di una delle più mirabili applicazioni della fisica alla chimica. Si
tratta dei fenomeni che avvengono nelle soluzioni di sostanze chimiche
sotto l’azione della corrente elettrica. Intorno ad essa il fisico
_Arrhenius_ formulò la sua teoria della _dissociazione elettrolitica_
o _ionizzazione_ (_ioni_ sarebbero gli atomi carichi di elettricità).
Secondo questa teoria, non sarebbe la corrente elettrica quella che
determinerebbe la scomposizione delle molecole dei corpi nei loro
atomi (gli _ioni_); questi esisterebbero già disciolti, allo stato
libero,[102] innanzi il passaggio della corrente. La quale, invece, si
limiterebbe ad attirarli verso il polo positivo o negativo, ossia, come
si dice, ad orientarli.
_E_). _I nuovi elementi chimici._ — I nuovi procedimenti di analisi
chimica hanno portato alla scoperta di un numero grandissimo di
_sostanze elementari_ (_corpi semplici_, come una volta si diceva),
quali al tempo del Lavoisier non era possibile concepire. Fino al sec.
XIX, noi lo sappiamo, non se ne imaginavano che quattro (_terra, aria,
acqua, fuoco_) o tre (_zolfo, mercurio, sale_). A mezzo il sec. XIX,
erano 62. Essi si contano oggi in numero di circa 80, senza tenere
conto delle sostanze che provengono dalla disintegrazione dell’uranio,
del radio e del torio e delle loro _emanazioni_. La successione di
tali scoperte segna le tappe di una conquista, via via più intima, del
mistero della natura.
39. =Medicina.= — I grandi progressi della medicina, nel sec. XIX,
sono stati determinati dai progressi di tutte le altre discipline
scientifiche, che le hanno fornito i propri strumenti ed i propri
resultati.
La fisica ha fornito alla medicina lo specchio per la esplorazione
della laringe, l’elettricità, per la cura di gran numero di malattie,
specie quelle nervose; la chimica le ha fornito l’anestesia per le
operazioni chirurgiche; la fisica, la chimica e la botanica, insieme, i
mezzi e i resultati delle ricerche sui batterî, le sieroterapie (contro
il vaiolo, il carbonchio, la difterite, l’idrofobia, il tifo) ecc. ecc.
D’altra parte, i progressi della medicina sono stati determinati dalla
introduzione, anche in questa scienza, del metodo sperimentale.
Lo scienziato, a, cui spetta il merito di questa galileiana rivoluzione
è stato _Claudio Bernard_ (1813-78). I suoi criterii in proposito
sono svolti nella sua _Introduzione allo studio della medicina
sperimentale_, ch’è del 1865. Il Bernard vi sostiene i concetti del
_determinismo_, che, cioè, ogni fenomeno è determinato da condizioni
materiali, che ne sono le sue cause prossime, e che, se si riproducono,
fanno riprodurre anche il fenomeno, e vi combatte il vecchio
_vitalismo_, del sec. XVIII, per cui, in luogo di queste condizioni
materiali, sarebbe esistito un certo «principio vitale», che rendeva
superflua ogni altra ricerca.
Per ritrovare queste condizioni, il Bernard raccomanda l’esperimento,
anzi _esperienze comparative_.
Questo non era nuovo; le altre scienze seguivano siffatto metodo
da trecento anni almeno, e i pochi medici, veramente scienziati,
del sec. XVIII non si erano comportati diversamente. Potrebbe
dirsi, anzi, che da tale punto di vista, la nuova scienza del sec.
XIX ne abbia continuato e completato e perfezionato i metodi; ma
questo perfezionamento e completamento hanno dato luogo a resultati
assolutamente imprevisti e grandiosi. La medicina dei secc. XIX-XX ha
mirato a cogliere esattamente il rapporto tra l’_anatomia patologica_ —
le lesioni locali — e i sintomi di queste lesioni: ciò che costituisce
la così detta _clinica_. Ha perciò cercato di stabilire con esattezza
i quadri di ciascuna malattia. E questo è stato un mezzo potente per la
graduale conquista della terapia di ciascuna.
Centro scientifico della medicina, nella prima metà del sec. XIX,
furono la Francia e Parigi. Colà si ebbe _Cruveillier_ per l’anatomia
umana, _Laennec_ per la clinica medica, _Esquirol_ per la psichiatria
(malattie mentali); sopra tutti, il ricordato _Claudio Bernard_, che
non fu solo l’introduttore in medicina del metodo sperimentale, ma
il più grande fisiologo del secolo. Per questa parte, il merito —
grandissimo — del Bernard fu duplice: _a_) collegare strettamente
lo studio dell’organismo umano, allo stato normale (_fisiologia_),
con quello dell’organismo umano, allo stato malato (_patologia_), e
dimostrare quanto il primo ordine di conoscenze giovi al secondo; _b_)
fermare l’attenzione sui fenomeni vitali, ch’egli concepiva analoghi
per i due regni delle piante e degli animali.
Contemporaneamente si sviluppava la scienza tedesca: con sede, prima,
a Vienna; poi dopo il 1870, dopo l’unificazione e l’ascesa, politica ed
economica, della Germania, a Berlino.
A Vienna, tra il 1837 e il 1897, lo _Schleider_ e lo _Schwann_
fondavano la così detta _dottrina cellulare_. Questa dottrina
approfondiva largamente la teoria delle cellule animali, a cui già
era pervenuto il sec. XVIII, dichiarando la cellula punto di partenza
e sede di tutti i fenomeni vitali. Il sommo patologo _Virchow_[103]
estendeva tale dottrina alla patologia, dichiarando le cellule
(e non già il sangue e i nervi), i veri focolari delle malattie.
Probabilmente, questa violenta reazione alla teoria umorale del secolo
scorso oltrepassava la verità: anche l’alterazione del sangue (si
ammette oggi) è causa di malattia, ma essa conteneva la massima parte
di vero.
In conseguenza _Heule_[104] e _Köllicher_ fondavano lo studio dei
tessuti (_istologia_) allo stato, sano e malato, schiudendo così la
fonte di un altro larghissimo contributo alla medicina contemporanea.
L’Italia, nella prima metà del secolo, a motivo delle sue condizioni
politiche, delle agitazioni per l’indipendenza e per l’unità, che
distraevano gli spiriti dalla scienza pura; a motivo dell’oscurantismo
dei governi, che diffidavano della scienza stessa e non vi fornivano,
nelle scuole superiori, alcun aiuto, rimase assai addietro dalle
altre nazioni in tutti i rami della scienza medica. Ma la lotta per la
conquista del sapere, iniziatasi, dopo il 1860, con volontà eroica, di
successo, pur in condizioni materiali difficilissime e con scarsi aiuti
governativi, e l’intimo contatto, in cui la nostra scienza si volle
ora porre con la scienza d’oltr’Alpe, ebbe la virtù di suscitare una
splendida scuola medica italiana.
Ecco taluni degli studii e talune delle scoperte moderne, coi relativi
autori, su questo campo: la scoperta ch’è il midollo rosso delle ossa
a fabbricare il sangue (_Bizzozzero_); gli studii sulle funzioni
del cervelletto, sugli organi a secrezione interna (le così dette
_glandole_); la cura della tubercolosi e del tetano; la scoperta delle
_ptomaine_ (veleni svolti dal cadavere) (_Selmi_); l’interpretazione
della origine e della diffusione della malaria (_Celli, Grassi_); la
scoperta degli agenti infettivi della polmonite e della meningite
cerebro-spinale; il processo del così detto _morbo di Banti_; la
diagnosi del cancro (_Fichera_); la batteriologia, e la sierologia
(_Pasteur_); l’antisepsi; la fasciatura elastica per le emorragie.
Altra caratteristica della medicina, nei secc. XIX-XX, è stata quella
di allargare la sua considerazione dall’individuo alla collettività,
ossia dalla terapeutica della malattia alla cura preventiva
dell’individuo e della collettività. Così sono nate la _medicina_ e la
_igiene sociale_, che hanno di molto ridotto la mortalità ed elevato la
media della vita. Inoltre la medicina è passata a proteggere anche la
vita degli animali.
Da tutto ciò è seguito che oggi la medicina non è più una
scienza, ma è un fascio di scienze: _anatomia, istologia,
fisiologia, patologia, igiene, clinica medica, clinica chirurgica,
psichiatria, neuropatologia, chirurgia, ostetricia, ginecologia,
otorinolaringoiatria, tossicologia, zooiatria, zootecnica, acquicoltura
e pesca_, ecc. ecc.
40. =Zoologia e botanica:= _A_). _La teoria della evoluzione._ — Nel
sec. XIX le vecchie _zoologia e botanica_ puramente _descrittive_,
le quali non facevano che accumulare e collezionare materiale,
cominciarono a declinare nella estimazione scientifica. Si volle
penetrare più a fondo il processo della vita. Già lo sforzo di
classificare, secondo tratti essenziali, le varie specie, animali
e vegetali, e i primi accenni della teoria dell’evoluzione, nel
sec. XVIII, erano appunto mossi da questo impulso. Ma il sec. XIX
adottava completamente il nuovo indirizzo, e ne fu dominato per gran
tempo. Nacquero così la _botanica_ e la _zoologia_, che si dissero
_scientifiche_, e per gran tempo gli scienziati vecchio stile furono
costretti a nascondersi nell’ombra dei loro ricchi gabinetti. Allora
irruppe in piena luce la _teoria della evoluzione_, ossia la dottrina
così detta _trasformistica_ delle specie.
Il _Lamarck_ (_Giovanni Battista Pietro Antonio di Monet, cavaliere di
Lamarck_) (1744-1829), il più illustre e consapevole fondatore della
teoria della evoluzione, intitolò la grande opera, ch’egli dedicava a
questo soggetto, con la denominazione di _Filosofia zoologica_ (1807).
Egli si schiera contro l’opinione corrente, la quale si appoggiava
alla grandissima autorità di Cuvier, circa la fissità e invariabilità
delle specie, e contro la teoria della creazione diretta. Non gli
animali (egli afferma) furono creati per i modi di vita, in cui oggi li
vediamo muoversi, ma i loro modi di vita li han fatti quali li vediamo.
L’ambiente naturale li costringe e certe funzioni, le quali talora
sviluppano organi esistenti, talora ne impongono la nascita _ex-novo_,
tal’altra fanno sparire gli organi che esistevano. La funzione,
dunque, — essa soltanto! — determina l’organo e tutti i caratteri
di ogni animale e di ogni specie. Vero è che le variazioni avvengono
lentissimamente, attraverso molti secoli, ma i caratteri acquisiti si
ereditano, e a lungo andare questa eredità determina l’origine di nuove
specie e la sparizione delle specie intermedie.
Queste teorie il Lamarck ribadì nella _Introduzione_ alla sua più tarda
_Histoire des animaux sans vertèbres_ (1816). Ma caddero, naturalmente,
nella impopolarità universale, furono soffocate dalla condanna
della scienza ufficiale, e il loro autore morì nella povertà e nella
disistima più immeritata.
Tuttavia nei cinquant’anni che scorsero tra la pubblicazione della
_Filosofia_ del Lamarck e l’_Origine delle specie_ di Carlo Darwin,
non sono rari gli accenni di scienziati di ogni ordine verso la
nuova eresia, benchè nessuno voglia essere confuso col grande eretico
francese.
_Carlo Darwin_ (1809-87), nipote di Erasmo (§ 33 _B_), iniziò la
sua gloriosa carriera scientifica, non solo ignorando Lamarck,
ma aborrendone e ammettendo (fino al 1834 almeno) la teoria della
creazione diretta delle specie. Un grande viaggio di esplorazione
scientifica, che egli fece nell’America del Sud, tra il 1831 e il
1836, cominciò a scuotere quella sua opinione convenzionale. Egli fece
colà un mondo di osservazioni, e prese un cumulo enorme di appunti.
Or bene le sue osservazioni e i suoi appunti lo costringevano a
constatare, con l’eloquenza del fatto, le variazioni e la variabilità
delle specie animali e vegetali. Tuttavia, egli non s’affrettò
a lanciare nessuna ipotesi; fece la relazione del suo viaggio, e
continuò a osservare e studiare. Nel 1839 un libro famoso di Malthus
sulla _Popolazione_ gli fece balenare l’idea che le variazioni delle
specie, ossia la scomparsa di alcune e la persistenza di altre,
dipendessero da una lotta per l’esistenza, attraverso cui le specie
meglio adatte alla vita, meglio capaci di adattamento, trionfano e
sopravvivono, mentre le altre scompaiono. Questa legge egli chiamò
della _selezione_ (scelta) naturale, e svolse nel suo libro famoso
su _L’Origine delle specie_ (1859). Ogni individuo, come ogni specie,
ha caratteri suoi differenziali, dipendenti dal caso, ossia da cause
impossibili a determinare. Gli individui e le specie lottano tra
di loro per conquistarsi il cibo, l’aria, l’abitazione. Quelli che
hanno i caratteri più adatti per tal fine (o che sanno acquistarli),
sopravvivono, mantengono quei caratteri, li perfezionano, dànno luogo a
nuove specie. Gli altri sono destinati a sparire.
Il Darwin, in tal modo, escludeva dal novero delle cause delle
variazioni delle specie ogni fattore, che non fosse quello della
selezione per l’esistenza o, anche, della conquista della femmina
(_selezione sessuale_). Ciascuna di queste sue affermazioni era
corredata (ecco il tratto caratteristico e il merito indimenticabile
del Darwin!) da una mole enorme e decisiva di fatti. Però, più tardi,
egli dovette convenire che i nuovi caratteri delle specie derivavano
anche dall’azione dell’ambiente e dall’uso (o dal disuso) degli organi,
il quale ultimo determina, negli animali e nelle piante, conseguenze
ereditarie. In tal modo egli si riaccostava visibilmente a Lamarck.
Questi concetti il Darwin usò nella spiegazione delle origini delle
specie superiori — l’uomo compreso —, e nella sua _Origine dell’uomo_
(1881) escluse l’idea di una creazione, diretta e materiale, dell’uomo,
nel senso letterale, biblico. Ciò non era nuovo. Anche S. Agostino e S.
Tommaso d’Aquino avevano elevato il trono e la dignità di Dio creatore
(§ 11 _E_). Ma il Darwin sostituì al concetto di creazione quello di
derivazione della specie umana da specie inferiori, oggi disparse. Fu
questo l’assunto che gli procurò le lotte più accanite perchè esso
veniva a distruggere l’antropocentrismo della tradizione religiosa,
come, parecchi secoli innanzi, Copernico e Newton ne avevano distrutto
il geocentrismo.
Ciò non pertanto, oggi, sia pure con maggior giustizia verso Lamarck,
la teoria, o l’ipotesi, dell’evoluzionismo domina la botanica e la
zoologia. E alle antichissime, eterne domande, che primi i filosofi
ionici si erano poste — _«Donde nacque la vita?»; «Quale l’origine
dell’uomo?»_ — la scienza moderna crede (o s’illude?) di aver dato una
risposta soddisfacente.
_B_). _Problemi minori_. — Il problema principe della origine delle
specie ha, nei secc. XIX-XX, fatto passare in sott’ordine gli altri
progressi botanici e zoologici.
Non ostante la repugnanza, con cui, verso la metà del secolo, la
botanica e la zoologia descrittive erano considerate, deve dirsi che
la conoscenza materiale del mondo delle piante e degli animali si è,
d’allora ad oggi, accresciuta per varie ragioni: _a_) i viaggi di
esplorazione, con iscopi scientifici, alle regioni polari, in alta
montagna, sotto il livello del mare, in regioni impervie o inospitali
(Africa del centro, Australasia, Oceania); _b_) la creazione di
numerose società scientifiche con _Bollettini_ ed _Atti_, i quali
permettono ai naturalisti di pubblicare subito le vicendevoli ricerche,
e subito prenderne conoscenza; _c_) i numerosissimi Musei di scienze
naturali, ordinati con metodo; _d_) gli allevamenti scientifici, che
permettono, a piante e ad animali esotici, di vivere a lungo e di
riprodursi; _e_) la rappresentazione di piante e animali fatta con
mezzi perfetti (fotografia, incisione, litografia, cromolitografia).
Per questa più approfondita conoscenza, si sono alle antiche aggiunte
nuove classificazioni di animali e di piante. Pur troppo, si tratta
di tentativi che non possono mai dirsi definitivi. Se a classificare i
gruppi superiori noi possiamo far intervenire l’indole delle funzioni
più vitali, che per essi ben conosciamo, non così avviene per i gruppi
inferiori, meno conosciuti e più difficilmente conoscibili. Per questi
bisogna starsi paghi in gran parte dei caratteri esteriori, formali
(_morfologici_); e ogni nuova scoperta sposta continuamente i caratteri
differenziali.
Come per ogni altra scienza, anche per la botanica e la zoologia,
il concorso delle altre discipline scientifiche (fisica, chimica,
geologia) è valso ad approfondirne la conoscenza. La quale è ormai così
sconfinata, da aver dato luogo a numerose e vaste discipline speciali:
_embriogenia_ (che studia lo sviluppo degli organi dell’ovulo);
_embriologia_ (che studia il piccolo animale che l’uovo racchiude);
_fisiologia_ (studio del funzionamento degli organi, animali e
vegetali, allo stato normale); _ontogenia_, la quale trae dalla
embriogenia le conseguenze opportune circa l’origine prima dell’animale
e le trasformazioni che ha potute subire dalle epoche antichissime;
_biologia_, la quale studia i rapporti degli animali, tra loro, con le
piante, e le leggi della loro vita;[105] _paleontologia zoologica_ e
_botanica_, che studia gli animali e le piante esistenti nei periodi
preistorici o antichissimi; _istologia_ (che studia i tessuti) vegetale
e animale ecc. ecc.
In questo modo, e con tutti questi mezzi, la scienza moderna affronta
la conquista del mistero della natura, con cui essa si batte da almeno
tre millennî.