Qualche appunto sulla bottiglia di Leida

Rimaniamo in tema MOOC.

Per la fine del corso di storia delle scienze che ho seguito sulla piattaforma francese fun-mooc.fr, è stata richiesta una produzione scritta (peer-reviewed, come abbiamo già visto). L'argomento doveva essere incentrato su uno degli oggetti della collezione scientifica dell'Università di Montpellier, la stessa che organizzava il corso. Ho finito per orientarmi sulla bottiglia di Leida. Forse perché il suo aspetto un po' primitivo mi ricordava la batteria di Bagdad (un reperto di fantarcheologia che mi ha sempre affascinato), o forse per un'evidente affinità disciplinare. In ogni caso, la bottiglia di Leida non è fantarcheologia, e funziona veramente. Buona lettura.

Una bottiglia di Leida conservata presso l'Università di Montpellier, ovvero l'oggetto scelto per questa ricerca.
Questo esemplare particolare è incompleto, in quanto privo dell'asta metallica che dovrebbe emergere dal tappo.
Credits: Université de Montpellier

La bottiglia di Leida è giustamente considerata come l'antenata del condensatore: il suo primo scopo era già quello di accumulare cariche elettriche. L'esemplare conservato presso l'Università di Montpellier è stato fabbricato nella prima metà del XX secolo da un costruttore ignoto. Poiché si tratta già per quest'epoca di un oggetto obsoleto ai fini della ricerca scientifica, si può supporre che sia stato costruito per ragioni didattiche. Il suo utilizzo potrebbe essere stato svolto nei licei, o nella stessa università, nei corsi di laboratorio di fisica. In questo contesto, la bottiglia di Leida rimane un oggetto molto efficace per la realizzazione e la comprensione di esperimenti di elettrostatica.

Questo dispositivo consiste in una bottiglia di vetro (anche se un qualsiasi materiale isolante, che chiameremo d'ora in poi dielettrico, andrebbe bene) contenente al suo interno un conduttore: in questo caso si tratta di sottili fogli di metallo. La bottiglia è ricoperta da uno strato anch'esso conduttore, che identifichiamo dunque come materiale esterno. Questi due materiali conduttori non si toccano. L'esemplare di Montpellier non può funzionare così com'è, perché sprovvisto dell'asta di un materiale anch'esso conduttore, che è solitamente in contatto col conduttore interno e che emerge dal tappo che che sigilla la bottiglia. L'ipotesi secondo cui quest'oggetto sarebbe stato usato per scopi didattici trova supporto nel fatto che si trovano esemplari molto simili a questo nelle collezioni scientifiche del liceo Emile Zola di Rennes, del liceo Ampere di Lione, del liceo Charlemagne di Parigi, oppure dell'Ecole Polytechnique di Parigi-Saclay. Tutti risalgono verosimilmente alla prima metà del XX secolo.

La bottiglia di Leida deve il suo nome alla città dove fu inventata, nei Paesi Bassi, dallo scienziato Pieter van Musschenbroek nel 1745-1746 (ma indipendentemente anche in Germania dal chierico Ewald Georg von Kleist nel 1745). Il suo uso era dedicato allo studio sulla natura dell'elettricità, che all'epoca era considerata un fluido. La sua invenzione fu in qualche modo involontaria, perché la volontà dello sperimentatore era innanzitutto di "catturare" l'elettricità in un fluido come l'acqua, racchiuso in una bottiglia di vetro. L'acqua, essendo impura, diventava conduttore interno, mentre il conduttore esterno era semplicemente dato dalla mano dell'uomo che reggeva la bottiglia. La carica elettrica era fornita da un apparecchio come il generatore elettrostatico, e poi trasmessa grazie ad un'asta metallica in contatto con l'acqua. Fu a quel punto che lo scienziato toccò accidentalmente l'asta metallica con una mano (mantenendo sempre la bottiglia nell'altra mano). Ricevette una scossa, e fu una vera sorpresa. In realtà, non aveva fatto altro che chiudere il circuito elettrico che lui stesso aveva formato. Come lo avesse formato era ancora un mistero. Ciò nonostante, la capacità della bottiglia di Leida di accumulare una grande quantità di elettricità fu chiara fin da subito. Si ebbe immediatamente l'idea di collegare diverse bottiglie in parallelo, per aumentare questa capacità: questi nuovi dispositivi vennero chiamati "batterie", una denominazione che è giunta fino a noi. Ma come accennato, la comprensione di questi fenomeno non fu immediata.

Insieme a molti altri esperimenti di fisica nel XVIII secolo, la bottiglia di Leida faceva parte di quelle che venivano chiamate camere delle meraviglie, o Wunderkammer, sorta di antenati dei musei che godevano di grande successo nelle corti di tutta Europa. E nonostante il suo statuto di semplice curiosità, si fu in grado di determinare alcune leggi di dipendenza, come ad esempio il fatto che più il dielettrico era sottile, e più la sua superficie ampia, maggiore era la carica accumulabile con una data differenza di potenziale. Questo oggetto divenne presto un sinonimo di come fosse possibile accumulare elettricità. Dette infatti il nome alla prima unità di misura della capacità elettrica, il "jar" (vaso o recipiente in Inglese), che corrisponde a circa 1 nF nelle unità del Sistema Internazionale.

Si dovette attendere la prima metà del XIX secolo affinché uno studio sistematico delle proprietà della bottiglia di Leida fosse elaborato, grazie all'attività di Michael Faraday, per non citare che lui. Oggi sappiamo dunque che il modello di condensatore più semplice possibile consiste in due piatti paralleli fatti da materiali conduttori, e separati da uno strato di materiale dielettrico (come il vetro, l'aria, la carta, o persino il vuoto). Le cariche elettriche accumulate su un piatto (o nei foglietti di metallo), inducono un campo elettrico nel dielettrico, che a sua volta induce una carica di pari valore assoluto ma di segno opposto sul secondo piatto (o sulla mano che regge la bottiglia!). A quel punto, collegare con un filo elettrico i due piatti significa chiudere il circuito elettrico, ed equivale esattamente a toccare l'asta metallica con una mano! Le cariche sono quindi libere di scorrere per il circuito o, nel nostro caso, per lo sventurato individuo che esegue l'esperimento.

Al di là del vetro, molti altri dielettrici vennero studiati per la costruzione dei condensatori, come la porcellana, la carta e la mica (un minerale del gruppo dei filosilicati). La bottiglia di Leida rimase tuttavia il modello prediletto di condensatore fino ai primi del Novecento, quando l'invenzione del telegrafo senza fili e la necessità di lavorare a frequenze sempre più elevate richiese l'utilizzo di dispositivi con minore induttanza. I materiali elencati fin qui permisero la costruzione di condensatori più piccoli e più performanti. Le ricerche svolte durante la Seconda Guerra Mondiale introdussero poi dei materiali plastici, detti polimeri, ancora più sottili dei fogli di carta impiegati fino a quel momento.

Oggigiorno i condensatori sono presenti in tutti i dispositivi elettronici. Ne esistono di diversi tipi, in funzione della quantità di carica elettrica che si desidera accumulare. Esistono condensatori detti elettrolitici, aventi una grande capacità se confrontati ai condensatori in ceramica, ma molto piccola rispetto ai supercondensatori, utilizzati nelle auto elettriche o per avviare le locomotive. La forma del condensatore è dunque cambiata parecchio nel corso dei secoli, ma il suo principio di funzionamento, così come i suoi componenti fondamentali, rimangono gli stessi della bottiglia di Leida.

Per concludere, la bottiglia di Leida fu inventata per le ragioni "sbagliate", come supporto di un contesto teorico completamente falso. Tuttavia, oggi siamo circondati dalla sua presenza. In questo senso è un bellissimo esempio di come nasca il pensiero scientifico, e di come la Scienza sgomiti in continuazione tra le lacune della nostra conoscenza. Lo ribadì Henri Poincaré nel 1911, nell'introdurre il suo ultimo corso al Collège de France dedicato alle cosmogonie (dunque ai racconti sulle origini del cosmo):

"Il problema dell'origine del Mondo ha interpellato tutti gli uomini che pensano, in tutte le epoche; è impossibile contemplare lo spettacolo dell'universo senza chiedersi come si sia formato. Forse dovremmo attendere prima di cercare una soluzione, dopo aver pazientemente raccolto tutti gli elementi, per avere così qualche speranza seria di trovare questa soluzione. Ma se fossimo così ragionevoli, se fossimo curiosi senza impazienza, è assai probabile che non avremmo mai creato la Scienza e che ci saremmo accontentati di vivere modestamente la nostra vita. La nostra mente ha quindi preteso questa soluzione in modo imperativo, molto che prima che quest'ultima fosse matura, quando non era fatta che di vaghi barlumi, e che le consentiva di essere indovinata, più che di essere raggiunta."

Due parole sui MOOC

E' ormai qualche anno che frequento con costanza variabile i MOOC. Nonostante il suo suono barbaro, la parola MOOC (si pronuncia muk) non è che un acronimo che sta per "Massive open online course". Dire MOOC mi fa pensare ogni volta ad un equivalente didattico dei MMORPG (Massively Multiplayer Online Role-Playing Game), altro acronimo che si usa con quei giochi tipo World of Warcraft, che acquistano il loro vero senso quando vengono giocati in collaborazione o in competizione con altri giocatori (che in un MMORPG di successo sono tipicamente dell'ordine delle migliaia).

I MOOC sono quindi corsi online, il più delle volte organizzati dal personale accademico di un'università. Questa forma di insegnamento prevede, oltre alla parte di apprendimento frontale (con video in diretta o in differita), anche l'interazione tra studenti sparsi per il mondo, tramite forum di discussione o valutazione tra pari di compiti assegnati dagli istruttori (cosiddetti "peer-reviewed"). Uno dei siti più popolari ospitanti MOOC, e con il quale ho un po' più di confidenza, è Coursera.org. Visitandone il sito ci si può accorgere come la varietà di argomenti proposti sia decisamente vasta, e la competenza e la dedizione degli insegnanti ammirevole. Dal momento che i MOOC si sono imposti nel contesto anglosassone, la lingua dominante è l'Inglese, anche se le cose stanno cambiando.

I punti a favore dell'organizzazione dei MOOC sono secondo me i seguenti:

• Innanzitutto sono gratuiti. E' vero che alcuni di loro propongono una certificazione ufficiale a pagamento al termine del superamento dell'esame finale, ma la frequentazione resta totalmente libera.
• E' possibile seguirli con grande facilità dal computer di casa, dedicandoci anche solo poche ore settimanali.
• Richiedono raramente un impegno più intenso, come il dover affrontare la lettura di un libro di testo.
• Vi è infine la democraticità di questo tipo di iniziativa, e l'estrema positività portata dall'apertura del mondo universitario nei confronti del grande pubblico.

Ci sono però aspetti criticabili nell'organizzazione dei MOOC, a cominciare dal metodo di valutazione nei test settimanali o finali. Esso si basa spesso e volentieri sulle classiche risposte a crocette, e più ci penso, e più rappresentano per me motivo di frustrazione. E' una modalità molto efficace nelle scienze naturali, o nelle scienze esatte, ma come è possibile anche solo pensare che le crocette non siano una fonte perenne di conflitti nelle scienze umane, nella storia o nella filosofia? Come si può ridurre ad una singola frase dibattiti complessi? Riporto un esempio che mi è capitato di recente:

• Per Aristotele esistono due tipi di moto (più risposte possibili):
• costretto e violento
• costretto e naturale
• verticale (verso il basso e verso l'alto) e violento
• circolare uniforme e naturale

Le risposte considerate corrette e che ho messo in grassetto sono la seconda e la terza: secondo Aristotele gli oggetti si muovono verso il basso o verso l'alto, a seconda del loro luogo naturale (il fumo sale per unirsi all'aria, il sasso cade per raggiungere la Terra, ecc.); scagliare una freccia, ad esempio in direzione orizzontale, richiede invece una "costrizione" o un'azione violenta. Quando l'azione cessa, cessa anche il moto. E alla luce di questa brevissima spiegazione, la correttezza delle risposte evidenziate sembra ovvia. Tuttavia, non si tratta assolutamente degli uniche possibilità di moto secondo Aristotele! L'intero mondo sopralunare, dominato dalla quintessenza o etere, si muove di moto circolare uniforme! Per essere chiara, la domanda avrebbe dovuto come minimo contenere un riferimento al mondo corruttibile sublunare, perché così formulata implicherebbe che la terza risposta sia falsa, lasciando solo la seconda come esatta. Rispondere con successo ad una domanda a crocette implica doversi mettere nei panni dell'autore della domanda, ed essere spesso costretti a caricare quest'ultima di una interpretazione sottintesa, fortissima e arbitraria.

Un limite ulteriore è che certi corsi prevedono che una frazione del voto finale sia vincolata alla partecipazione al forum di discussione. Si tratta di un'iniziativa lodevole, ma che risulta penalizzante per chi frequenta il MOOC nei ritagli di tempo. E basta dare un'occhiata ai forum per capire che sono popolati da utenti con molto tempo libero a disposizione.

Infine, il limite che reputo più grave, e su due piedi difficilmente superabile, è quello legato al metodo del peer-review. Nel mondo accademico, la pubblicazione di un articolo scientifico deve passare attraverso questa fase obbligatoria, ovvero il giudizio della produzione scientifica da parte dei propri pari (colleghi solitamente anonimi). E' una tappa necessaria per garantire il livello qualitativo di una rivista scientifica, e che fa parte integrante del metodo scientifico nella sua accezione contemporanea. A mio avviso però, questo non può funzionare tra gli studenti di uno stesso corso: che genere di insegnamento e di giudizio può portare una persona qualsiasi circa un mio tema incentrato sullo Scambio colombiano? Che consigli o referenze può darmi per migliorare le mie conoscenze o il mio approccio? Come può riconoscere la validità di informazioni che vanno oltre lo stretto contenuto del corso? Ciò che rimprovero è quindi il mascherare sotto il nome suggestivo e carico di significato di "peer-review" un compromesso necessariamente al ribasso, dovuta all'impossibilità materiale dell'istruttore di rileggere le migliaia di pagine di risposte complessive, scritte dai suoi studenti telematici.

Detto questo, pur con i loro limiti i MOOC sono una delle espressioni migliori della libertà portata da Internet negli ultimi anni. La facilità con cui è ora possibile entrare in contatto diretto con un professore di Princeton ed acquisire le basi di argomenti lontani dal proprio curriculum era inimmaginabile anche solo pochi anni fa. E' un arricchimento (ed un divertimento) che consiglio a tutti.

L'invenzione della Costante di Gravitazione Universale

Henry Cavendish è passato alla storia come lo scienziato che dette il contributo più importante alla Legge di Gravitazione Universale, da quando Isaac Newton pubblicò i "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" nel 1687, e come colui che rese completa tale legge. Quest'ultima esprime una forza attrattiva tra due masse $m_1$ ed $m_2$ che decresce proporzionalmente col quadrato della distanza reciproca.

Henry Cavendish (1731-1810).
Scienziato, misantropo, sperimentatore straordinario.

In altre parole, secondo la tradizione, egli determinò sperimentalmente la costante $G$ che compare nella ben nota equazione:

$$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}.$$
La maggioranza dei testi di fisica dà indicazioni in tal senso. "La misura diretta di $\gamma$ [sic] e quindi la prima determinazione della massa della terra, venne effettuata da Cavendish nel 1798" (Fisica vol. 1 Meccanica e Termodinamica, Mazzoldi-Nigro-Voci, Edises 2001); "La misurazione fu eseguita per la prima volta nel 1798 da Henry Cavendish. La determinazione di G era un’impresa tecnica formidabile" (Fisica 1: meccanica, onde, termodinamica, Hecht, Zanichelli 1998).
Tuttavia, il lavoro originale di Cavendish (1798), così spesso citato, non può non mettere la pulce all’orecchio persino all’osservatore occasionale; in effetti il suo titolo recita: "Experiments to determine the density of the Earth". E, in verità, è né più né meno quello che fece, e per i cento anni successivi alla sua pubblicazione, nessuno ebbe dubbi in proposito. Cosa c’entra dunque la costante $G$ in tutto questo? Facciamo un passo indietro.

Anzitutto, Newton non formulò mai la legge nel modo in cui la conosciamo ora, ovvero come un’equazione completa di costante. Nei suoi scritti non vi è alcuna indicazione a riguardo. E’ ben presente la nozione di proporzionalità al prodotto delle masse e all’inverso del quadrato della distanza, ma mai una volta si fa menzione di una costante. Addirittura ancora nel 1862, un compendio italiano di fisica (Compendio di fisica sperimentale, Luvini, Arnaldi 1862) nel capitolo "Leggi di attrazione universale" non fa riferimento alcuno alla costante $G$.

Concettualmente, è chiaro oggi il legame esistente tra la densità della Terra e la verifica quantitativa della legge di gravitazione: la conoscenza della forza di interazione tra diversi corpi e quella tra un corpo e la Terra permettono di ricavare la massa della Terra stessa, e dunque la sua densità. La conoscenza della densità della Terra, che tanti sforzi costò a Cavendish, era una questione particolarmente sentita all’epoca, tanto da portare gli sperimentatori ad escogitare ben cinque diversi metodi per determinarla. Il problema era stato lanciato dallo stesso Newton, e rimase d’attualità fino alla fine del XIX secolo. La densità della Terra rappresentava la pietra di paragone alla determinazione della densità del sole e degli altri corpi del sistema solare; si trattava per molti versi dell’equivalente della distanza Terra-Sole, altresì nota, e non a caso, come Unità Astronomica (UA). Insomma, chi era in grado di "pesare" la Terra sapeva "pesare" l’intero sistema solare: una faccenda considerata non da poco.

L’ultimo dei metodi utilizzati per tale scopo (e di gran lunga il più efficace) fu proprio quello della bilancia di torsione, introdotta dal reverendo e geologo John Michell e considerevolmente migliorata da Cavendish, bilancia che oggi porta proprio il suo nome.

Sezione della bilancia di torsione di Cavendish,
comprensiva della casa che ospitava l'esperimento, da un suo disegno originale.

La misura della densità della Terra passa attraverso la determinazione di forze. Ma com’è possibile misurare una forza prescindendo completamente dalla costante $G$, di cui, come abbiamo visto, non vi è traccia nella letteratura dell’epoca? La risposta è che Cavendish mise in relazione la deflessione del pendolo di torsione con la densità della Terra, comparandola con il periodo di oscillazione di un pendolo semplice. Questo è il modo con cui fu possibile comparare diverse forze -  e non proprio “determinarle” nel moderno senso della parola, anche perché non esisteva unità di misura per tale grandezza. Ciò costituisce un’ulteriore dimostrazione del fatto che, non essendo gli scienziati in possesso di unità di misura, l’idea di misurare la costante di una forza non poteva che essere fumosa, se non essere del tutto assente.

La questione della densità della Terra si chiuse nel 1892, quando il fisico C. V. Boys pubblicò su Nature un articolo dal titolo “On the Newtonian Constant of Gravitation”. In questo articolo, nel quale egli espone la sua accurata misurazione di $G$, egli sostiene con forza che l’unica interpretazione dei suoi risultati, e di quelli di Cavendish, degna di una ricerca fisica siano da riferirsi alla determinazione della Costante di Gravitazione Universale, non certo alle proprietà del tutto accidentali di un “pianeta insignificante”. Ecco un estratto del testo originale (segue la traduzione in Italiano):

Owing to the universal character of the constant G, it seems to me to be descending from the sublime to the ridiculous to describe the object of this experiment as finding the mass of the earth or the mean density of the earth, or less accurately the weight of the earth. I could not lecture here under the title that has always been chosen in connection with this investigation. In spite of the courteously expressed desire of your distinguished and energetic secretary, that I should indicate in the title that, to put it vulgarly, I had been weighing the earth, I could not introduce as the object of my work anything so casual as an accidental property of an insignificant planet. To the physicist this would be equivalent to leaving some great international conference to attend to the affairs of a county council, I might even say of a parish council. That is the business of the geologist. The object of these investigations is to find the value of G. The earth has no more to do with the investigation than the table has upon which the apparatus is supported. It does interfere and occasionally, by the attraction breaks even the quartz fibres that I have used. The investigation could be carried on far more precisely and accurately on the moon, or on a minor planet, such a Juno; but as yet no means are available for getting there.

"Alla luce della natura universale della costante $G$, mi pare di precipitare dal sublime al ridicolo nel descrivere lo scopo di questo esperimento come la ricerca della massa della Terra, o la densità media della Terra, o in modo meno preciso il peso della Terra. Non ho voluto esprimermi qui tramite il titolo che è sempre stato utilizzato in relazione a queste ricerche. Nonostante il vostro distinto ed energico segretario avesse cortesemente espresso il desiderio secondo cui avrei dovuto indicare nel titolo che, per dirla volgarmente, avrei pesato la Terra, non ho voluto presentare come oggetto del mio lavoro alcunché di così casuale come la proprietà accidentale di un pianeta insignificante. Per un fisico, ciò sarebbe equivalente ad abbandonare qualche importante conferenza internazionale per partecipare agli affari di un consiglio di contea, anzi ad un consiglio parrocchiale. Questo è un compito per un geologo. Lo scopo di queste ricerche è trovare il valore di $G$. La Terra non ha anche fare con questa ricerca non più del tavolo su cui l'apparato è poggiato. Interferisce con le misure e qualche volta, tramite la sua attrazione, ha perfino spezzato le fibre di quarzo che ho impiegato. Le ricerche avrebbero potuto essere svolte in modo molto più preciso ed accurato sulla luna, o su un pianeta minore, come Giunone; ma finora non esiste modo per recarsi fin là."

C.V. Boys (1855-1944), fisico. Giocava con le bolle di sapone ma sapeva il fatto suo.

Si può addirittura asserire che le sue conclusioni chiudano un’epoca; esse sono di una tale veemenza, che l’interpretazione di cui Boys fu sostenitore diventò, non soltanto opinione dominante, ma, travisando le sue parole, tanto improvvisamente quanto in modo erroneo, "verità storica". Di punto in bianco, secondo ciascuno, Cavendish avrebbe determinato in modo del tutto consapevole la costante $G$, dalla quale poi, accessoriamente, egli avrebbe ricavato la densità della Terra. Qualche testo arriva a dire che "Per fortuna, la determinazione di $G$ fu un’esperienza di cui [Cavendish] era orgoglioso […] Cavendish rese completa la legge di gravitazione universale" (L'universo meccanico, Frantschi-Olenick-Apostol-Goodstein, Zanichelli 1988). Tuttavia, come è stato precedentemente evidenziato, alla luce del contesto scientifico dell’epoca, niente potrebbe essere più sbagliato!

Con tutto questo non si vuole affatto minimizzare il contributo di Cavendish alla storia della scienza. Egli fu uno sperimentatore di primissimo ordine, il cui esperimento con la bilancia di torsione, usando le parole di John Henry Poynting, fu tanto notevole da segnare l’inizio di una nuova era nella misurazione delle piccole forze. Utilizzando i dati di Cavendish, si ottiene un valore di 6.675  x 10$^{-11}$ m$^3$ kg$^{-1}$ s$^{-2}$: un risultato a dir poco eccezionale considerando l’epoca e i mezzi (il valore odierno è molto vicino e si assesta a 6.67384(80) x 10$^{-11}$ m$^3$ kg$^{-1}$ s$^{-2}$).

Anche volendoci fermare alla densità della Terra, egli ottenne un valore pari a 5,48 volte quella dell’acqua, una densità molto maggiore di quella delle rocce sulla superficie terrestre. Ciò significa che l’esperimento di Cavendish ha fornito informazioni sul nucleo interno della Terra. Inoltre, esso dimostra con limpida efficacia che la legge di gravitazione è davvero universale, ovvero che si applica tanto ai corpi celesti, quanto a quelli su scala umana. Lo stesso Newton, curiosamente, per un errore di stima che noi, osservatori del XXI secolo, giudicheremmo quasi grossolano, non considerava valida la legge sulla scala dei corpi terrestri, o perlomeno non considerava misurabili i suoi effetti.

In definitiva, l’esigenza che in questa sede ci preme sottolineare non è solo quella di ristabilire, per quanto possibile, la giusta evoluzione delle idee e dei concetti in questa storia di scoperte, ma anche il mettere in luce come la necessaria concisione della trattazione didattica non debba mai scendere a compromessi con banalizzazioni o, addirittura, imbarazzanti invenzioni.

Per saperne di più:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_constant

https://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Cavendish

https://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_experiment

Gay manifesti

Alla fine degli anni '80, la televisione italiana trasmetteva una pubblicità progresso destinata alla prevenzione contro l’AIDS. Girata in bianco e nero, era accompagnata da una musica epurata e claustrofobica. Ancor prima di sottolineare l’importanza del preservativo, il messaggio dello spot metteva in luce la pericolosità dei rapporti occasionali: castigava lo yuppie che si portava a letto una bionda conosciuta la sera stessa al bar; puntava il dito contro la stessa bionda che si portava a letto il capo, lui stesso fedifrago. Un’informazione sponsorizzata dallo Stato che sarebbe dovuta essere puramente sanitaria si rivestiva così di moralismo stucchevole.

Lo spot ha fatto storia, e a molti questi tempi sembrano lontani. Ma come spesso accade nel giudicare un documento storico, l'insidia è dietro l'angolo. E se oggi questa ipocrisia avesse soltanto cambiato forma, si fosse adattata, diventando più docile, e addirittura inconsapevole? Se fosse diventata anche più difficile da contrastare, perché nel chiasso delle opinioni tagliate con l'accetta essere fraintesi è molto facile?

Ho deciso così di dare un'occhiata ad alcune campagne attuali di sensibilizzazione su un tema un po' diverso, ma che rientra nel grande paniere politico delle "battaglie per i diritti civili". Mi sono quindi soffermato sui manifesti a favore del riconoscimento, anche solo sociale, delle coppie di fatto omosessuali.

Il discorso di molte campagne si incardina spesso sulla bellezza, che a qualcuno potrebbe addirittura evocare purezza, dell’amore tra due persone indipendentemente dal loro sesso. E' un discorso che negli esempi che riporto più giù è promosso dal Comune di Napoli e dalla stessa ArciGay. Un argomento che in sé ha molti limiti, perché difende soltanto il rapporto tra due gay che decidono di formare una relazione fissa, fedele e duratura. La lotta contro l’omofobia, invece di caratterizzarsi per la difesa di valori universali, del ripudio della discriminazione del gay in quanto tale, si riveste di un giudizio di valore, e praticamente della ricerca dell'estetica in un comportamento privato. 

Nicola e Francesco vanno rispettati perché sono più fedeli della maggior parte delle coppie.
Voi compresi.

Cosa ne pensa invece il Comune di Napoli dei gay che prediligono i rapporti occasionali, che vanno a letto assieme non per l’espressione di un sentimento ma soltanto per un bisogno fisico? Che al pari di molti eterosessuali vivono la loro intimità in modo disimpegnato e libertario? Creare empatia per comportamenti del genere è sicuramente più difficile. Ma intanto questi cartelloni  implicano che i gay si possono accettare perché sono in grado di riprodurre delle strutture sociali che ci rassicurano; che gay è bello solo se è romantico.

La genuinità dei prodotti italiani e dell'amore vero sono una cosa sola.
I libertini dovrebbero prendere esempio.

La morale degli anni 2010 impone allora di giustificare il rapporto omosessuale e di incasellarlo nell'idillio del matrimonio e della coppia stabile, sotto controllo perché chiaro nei limiti e nei doveri che esso impone.

Orlando e Bruno festeggeranno presto le nozze d'oro.
Potete dire altrettanto?

Non vi ho mostrato estratti di stampa di centrodestra. Qua siamo in piena area cosiddetta progressista, che si ritrova tranquillamente nei partiti di sinistra.

Niente paura quindi: la sessuofobia di stampo cattolico non si scardina, e continua a tranquillizzare, e attanagliare, i valori delle nostre care e vecchie famiglie tradizionali.

La gabbia di Faraday

Se in cielo vedete dei fulmini, saprete certamente che non è il caso di sostare sotto un albero. E senz'altro avrete sentito il consiglio secondo cui, in caso di temporale, l'interno di un'automobile è il luogo più sicuro dove rifugiarsi (magari dopo aver chiuso i finestrini).

Quello che forse non sapete è che questo consiglio nasce ben prima dell'invenzione dell'automobile. Per essere precisi, lo si deve ad uno degli scienziati più influenti della Storia, l'inglese Michael Faraday, che osservò e formalizzò il fenomeno nel 1836.

L'esperimento di Faraday è talmente affascinante nella sua semplicità che vale la pena descriverlo. Immaginate un contenitore cavo fatto di un materiale conduttore (se siete edonisti, un secchiello per champagne andrà benissimo). Assicuratevi che esso poggi su una superficie isolante: non vogliamo che cariche libere possano influenzare il nostro apparato sperimentale. Procuratevi una sfera conduttrice, caricatela di elettricità (ad esempio positivamente) e calatela con un filo di seta all'interno del secchiello; sospendetela dunque senza che essa ne tocchi il fondo. Ferma nella sua posizione, la sfera emette un campo elettrostatico all'interno del secchiello. La domanda di Faraday (e la nostra) è la seguente: quali sono le conseguenze sul secchiello?

In modo non dissimile da una calamita, il campo elettrico generato dalla carica positiva (ben sospesa all'interno della cavità) attirerà cariche opposte, quindi negative, sulla superficie interna del contenitore. Tali cariche negative hanno però un'ulteriore conseguenza: poiché il secchiello deve restare complessivamente neutro (il numero di cariche negative e positive deve essere lo stesso), che fine hanno fatto le cariche positive? La Natura ci dice che l'unico luogo possibile risiede sulla superficie esterna del secchiello.

Ecco dunque una proprietà fondamentale dei conduttori: le cariche libere si dispongono sempre sulla loro superficie (ad una profondità di uno o due strati atomici) in modo che il risultante campo elettrico nella sua "polpa" sia sempre nullo. Tale importante fatto, che Faraday poté formalizzare con una legge che porta il suo nome, ci dice due cose:

1. Se una carica elettrica si trova nella cavità di un conduttore, la stessa carica elettrica viene indotta sulla superficie del conduttore stesso. E' quindi sufficiente mettere il conduttore a terra per annullare gli effetti esterni della carica sospesa interna. E' il motivo per cui non veniamo irraggiati dal forno a microonde ogni volta che lo mettiamo in funzione.

2. Consideriamo le cose nell'altro verso: trovandoci ora all'interno di un contenitore metallico, detto non a caso gabbia di Faraday, con un fulmine che ci minaccia dall'esterno, lo spessore di materiale conduttore (ad esempio la lamiera di un'automobile) è sufficiente da schermare i fenomeni esterni.

E' insomma una legge fisica molto semplice, ma oggi sfruttata dai cavi elettrici, da interi edifici e alla base di tutte le apparecchiature elettroniche.

Com'è possibile sfuggire alla gravità terrestre?

Quello che segue è il primo post di una serie nel quale mi impongo di affrontare un argomento per un pubblico che sia il più ampio possibile. La condizione più difficile da rispettare sta tuttavia nella lunghezza: il pezzo non deve superare i tremila caratteri. Buona lettura!

L'esperienza ce lo insegna: cadere fa male. Se fosse possibile ce lo confermerebbe naturalmente Icaro che, al pari del "collega" Ulisse, venne punito per avere tentato di conoscere le leggi di un mondo che non appartiene agli uomini. Lo sanno bene altresì coloro che edificarono la torre di Babele, o i Titani che attentarono all'Olimpo per poi precipitare nel Tartaro. Nell'immaginario occidentale un simile rapporto a dir poco conflittuale tra Cielo e Terra rimase immutato per secoli.

Qualcosa cambiò quando in una famiglia di allevatori inglesi del XVII secolo nacque un uomo destinato a cambiare il mondo: il suo nome era Isaac Newton. Fisico, matematico, alchimista ed economista, lanciò nella storia della scienza una rivoluzione che è difficile sopravvalutare. Pochi lo sanno, ma a Newton si deve infatti la prima, e forse più importante Grande Unificazione delle leggi fisiche.

Il famoso episodio della mela che colpì in testa lo scienziato è con tutta probabilità leggendaria, sebbene sia storicamente confermato che Newton fu ispirato dalla caduta di un frutto nel suo giardino. Comunque andarono le cose, il suo genio seppe legare l'orbita della Luna all'esperienza quotidiana dell'attrazione terrestre. Fu così che nacque la Gravitazione Universale: una legge capace di descrivere una singola forza di attrazione, dipendente dal prodotto delle masse dei corpi coinvolti e dall'inverso del quadrato delle distanze, ed efficace nello spiegare buona parte dei fenomeni fisici noti all'epoca. Dal punto di vista filosofico, Newton non solo affermò che ciò che regola il moto dei corpi sia celesti sia terrestri è esprimibile tramite il linguaggio della matematica, ed è quindi accessibile alla mente dell'Uomo (sebbene in questo fosse stato preceduto dal Galilei nostrano), ma soprattutto che tali moti non sono che diverse manifestazioni di una stessa ed unica legge, capace di estendersi senza soluzione di continuità dai frutti di un umile cortile all'immensità del cosmo.

Sfuggire alla gravità terrestre non è che una mera applicazione dell'impianto teorico newtoniano. Ciò che serve conoscere è la velocità di fuga: un corpo che ne è in possesso è definitivamente libero dalla condanna di ricadere sulla superficie del pianeta che lo ospita, o di dover orbitare attorno ad esso. Si tratta quindi della minima velocità iniziale necessaria per andare da un punto qualunque di un potenziale gravitazionale verso l'infinito, con velocità residua nulla.

Oggi sappiamo che nel caso della Terra essa ammonta a circa 11 km/s, più di trenta volte la velocità del suono, e poco più delle 7 miglia all'ora previste dallo stesso Newton.

Tra l'invenzione della ruota e la pubblicazione dell'opera magna dello scienziato inglese (i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) passarono circa sette millenni; ma tra quest'ultimo evento e il lancio del primo oggetto artificiale oltre il sistema solare, il Voyager 1, trascorsero meno di trecento anni. Tanto bastò agli uomini per salire sulle spalle di Newton, sconfiggere finalmente gli dèi ed affrancarsi dalla gravità. Un risultato niente male, per il figlio di due allevatori.