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Indice

Prefazione                                                   9

1.  Un'incredibile scoperta in cantina                      13
2.  Logica antica: la Bibbia e l'Inquisizione               16
3.  Esperimenti falliti di caduta dei gravi                 29
4.  Un "irregolare della scienza" nell'era degli ingegneri  43
5.  Il meridiano di Parigi                                  59
6.  "Venite a veder girare la Terra"                        79
7.  Manicomio matematico                                    85
8.  Un nuovo Bonaparte                                      94
9.  La forza di Coriolis                                   108
10. Il Panthéon                                            116
11. Il giroscopio                                          135
12. Il colpo di stato e il Secondo Impero                  141
13. Un genio disoccupato                                   150
14. Il fisico dell'Osservatorio                            159
15. La gloria finale                                       169
16. Una morte prematura                                    177
17. La sconfitta di Sedan                                  181
18. Foucault postumo                                       185


Appendice. Dimostrazione della legge foucaultiana dei seni 191
Ringraziamenti                                             195
Note                                                       199
Bibliografia                                               207
Indice analitico                                           211

 

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Pagina 6

LÉON FOUCAULT

Descrizione dell'esperimento del pendolo (1851)

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Pagina 9

Foucault fu ben più che l'inventore dell'esperimento del pendolo. Non aveva una formazione scientifica vera e propria, ma possedeva un'incomparabile capacità di capire la natura e una leggendaria abilità manuale, doti che gli permisero di portare a termine il difficilissimo esperimento del pendolo, costruire nuovi telescopi, inventare regolatori delle luci di scena, migliorare la tecnica fotografica, misurare la velocità della luce nell'aria e nell'acqua e inventare il giroscopio.

Nonostante le sue imprese straordinarie, però, i riconoscimenti tardarono a venire. La comunità scientifica non sembrava disposta ad accettarlo: Foucault non era, per così dire, iscritto al club, non aveva particolari doti matematiche (secondo i matematici) e quindi non avrebbe mai potuto affrontare con competenza i problemi della fisica. Eppure seppe andare oltre la semplice progettazione ed esecuzione di alcuni esperimenti; pur non essendo un matematico riuscì a trovare la legge che determina la velocità alla quale il suo pendolo si sposta dal piano di oscillazione iniziale in funzione della latitudine, scoperta che stupì gli specialisti e li mise in imbarazzo. Mentre gli scienziati francesi si rifiutavano di ammettere il suo genio, alcune istituzioni straniere ne riconobbero i meriti scientifici molto prima che la madrepatria gliene rendesse atto: Foucault ottenne l'ambitissima medaglia Copley britannica nel 1855, cioè dieci anni prima di ricevere un riconoscimento analogo in Francia. Nel suo paese, infatti, ci volle un decreto dell'imperatore Napoleone III perché gli fossero tributati gli onori che meritava. Il sovrano lo nominò anche fisico dell'Osservatorio di Parigi, costringendo l'esclusivissima comunità scientifica della capitale ad accettare sia l'uomo sia i suoi esperimenti, e si assicurò che ne fossero ricordate le scoperte e le invenzioni disponendo la pubblicazione delle sue opere.

Questa è la storia dell'insolito sodalizio fra un imperatore e un genio misconosciuto, di un pendolo che ci insegnò che la Terra gira e di un trionfo della scienza sull'ignoranza.

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Pagina 13

Jean Bernard Léon Foucault (ma per chi lo conosceva semplicemente Léon Foucault) aveva trentadue anni; non possedeva una laurea in scienze naturali ma poteva già vantare alcuni risultati importanti, compreso un esperimento molto ingegnoso per misurare la velocità della luce e diverse invenzioni fra cui due sistemi d'illuminazione, uno per microscopi e uno, graduabile, per palcoscenici. Dagli ultimi mesi del 1850, però, stava concentrando tutti i suoi sforzi su una questione completamente diversa: voleva risolvere il più ostinato problema scientifico di tutti i tempi, un problema che fra il Cinque e il Settecento aveva ossessionato Copernico, Keplero, Galilei, Cartesio e Newton ed era rimasto sorprendentemente irrisolto fino alla sua epoca.

Aveva preparato l'esperimento con cura, l'aveva perfezionato lavorando per mesi, concentratissimo, nella cantina di casa sua. I problemi che aveva dovuto affrontare erano di natura tecnica, e Foucault era bravissimo nel lavoro di precisione, che eseguiva manualmente trafficando con fili metallici, seghetti per tagliare l'acciaio, strumenti di misurazione, pesi. Così, alla fine, riuscì ad assicurare un capo di un filo d'acciaio di due metri al soffitto, facendo in modo che potesse ruotare senza torsione, e attaccò all'altra estremità una palla di ottone di cinque chili: ottenne così un pendolo in grado di oscillare liberamente.

Una volta messo in moto il pendolo, il suo piano di oscillazione poteva spostarsi in qualsiasi direzione. La parte più difficile della fase preparatoria era stata proprio la progettazione di un meccanismo capace di assicurargli questa proprietà. Inoltre, il pendolo doveva essere perfettamente simmetrico: qualsiasi imperfezione nella forma o nella distribuzione del peso poteva falsare i risultati dell'esperimento, negando a Foucault la prova che desiderava. E infine, le oscillazioni andavano avviate in modo da non favorire nessuna direzione rispetto a un'altra, come sarebbe accaduto, per esempio, se una mano avesse dato una spinta lievemente asimmetrica: era necessario controllare in modo perfetto le condizioni iniziali del moto pendolare.

Poiché un pendolo simile non era mai stato costruito, la fabbricazione doveva procedere per prove ed errori. Foucault sperimentava il meccanismo da un mese quando finalmente riuscì a ottenere quello che voleva: il suo pendolo poteva oscillare senza ostacoli in qualsiasi direzione.

Il 3 gennaio 1851 l'apparato era pronto e Foucault lo mise in moto, trattenendo il fiato mentre il pendolo cominciava a oscillare; di colpo, però, il filo si ruppe e la palla cadde pesantemente a terra. Tre giorni dopo era pronto per un nuovo tentativo: con molta attenzione mise il pendolo in moto e attese. La palla iniziò a oscillare davanti ai suoi occhi, lentamente.

E finalmente vide: scoprì quel cambiamento, lieve ma chiaramente osservabile, del piano di oscillazione che stava cercando. Il piano delle oscillazioni del pendolo aveva deviato dalla direzione iniziale, come se una mano magica fosse intervenuta a spingerlo, leggermente ma costantemente, lontano da lui, e Foucault seppe di avere appena osservato l'impossibile. I matematici francesi (e fra loro c'erano gli illustri Cauchy, Laplace, Poisson) sostenevano unanimi che un moto simile non poteva verificarsi, e che se si fosse verificato non avrebbe mai potuto essere rilevato; ma lui, che non era un matematico né un fisico, in qualche modo sapeva da sempre che quella forza misteriosa esisteva, e ora finalmente l'aveva trovata. Lo spostamento del piano di oscillazione del pendolo era ben visibile: Léon Foucault aveva appena visto la Terra girare.

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Pagina 55

Joseph Bertrand, che trent'anni dopo divenne segretario perpetuo dell'Académie des Sciences, in una breve biografia pubblicata nel 1882 così descrisse Foucault:

A venticinque anni, non avendo imparato niente a scuola e meno ancora dai libri, avido di scienza ma poco amante dello studio, Léon Foucault accettò la missione di rendere nota al grande pubblico l'opera degli scienziati e di giudicare le loro scoperte. Egli dimostrò fin dall'inizio molto acume, molta finezza e una libertà di giudizio temperata da una prudenza superiore a quella che ci si poteva aspettare da uno spirito mordace e severo. I suoi primi articoli furono veramente notevoli; erano anche spiritosi. Prese sul serio il suo compito e, introdotto senza apprendistato né guida in questa insalata accademica, in questa mescolanza sovrabbondante e confusa di tutti i problemi e tutte le scienze, non si mostrò per nulla impacciato e ottenne un completo successo in un ruolo nel quale la mediocrità non sarebbe mai stata tollerata.

Gli articoli che Foucault scriveva per il Journal des débats, in cui spesso esponeva idee molto forti e controverse sulla scienza, finirono con l'aggravare le sue difficoltà con la comunità accademica ufficiale, procurandogli nuovi nemici e richiamando su di lui un'attenzione ostile. Bertrand descrive così, rivelando un altro aspetto della personalità foucaultiana, il suo modo di fare giornalismo scientifico:

Persone molto stimate negli ambienti scientifici ne sollecitavano l'attenzione, forse temendo meno la sua opinione delle sue lodi. Freddamente cortese, attento solo alla verità, Foucault giudicava con studio e riflessione e senza compiacenza. Questo giovane sconosciuto, che non aveva al suo attivo nessuna pubblicazione scientifica e nessuna scoperta che ne giustificasse l'autorità, così rapidamente acquisita, faceva loro perdere la pazienza con la propria imperturbabile tranquillità, li irritava con la sua franchezza audace, a volte li esasperava con la sua sottile ironia [...]. Suscitava intensi risentimenti e dava origine a profondi rancori.

Bertrand ci offre anche un esempio divertente del tipo di articoli che Foucault scriveva per il Journal des débats:

All'ultima riunione dell'Académie Française des Sciences è stata presentata un'invenzione molto strana e divertente. Secondo gli inventori questa macchina non ha né fornace né caldaia né cilindri né pistoni né ruote né, potremmo aggiungere per onestà, potenza alcuna! Facciamo questa dichiarazione per il bene non solo dell'autore, ma anche dell'accademico che ha causato tale orribile pasticcio presentandoci benevolmente un mulino a vapore pesante dieci chilogrammi che a suo dire aveva la potenza di un cavallo!

In ultima analisi Foucault era un generalista della scienza. Era un ottimo divulgatore, un ingegnere eccellente, un inventore e uno scienziato autodidatta, ma non era specializzato in alcun ambito scientifico particolare. Cominciò studiando medicina, poi s'interessò di fotografia, fu assistente di un professore di microscopia, si dimostrò un ottimo ingegnere e inventore, ma non approfondì nessuno di questi settori e nessuno divenne il suo campo definitivo. Era animato da una profonda passione per quella cosa molto generale che chiamiamo scienza; era, come disse di lui un altro biografo, un "irregolare della scienza".

In che modo questo irregolare della scienza poteva annunciare al mondo la sua sconvolgente scoperta? Come poteva convincere gli ambienti scientifici, quegli ambienti che fino ad allora avevano in gran parte ignorato il suo lavoro, e i cui esperti avevano addirittura concepito una certa antipatia nei suoi riguardi, a prestargli attenzione? E come poteva convincere il mondo di aver trovato la prova definitiva della rotazione terrestre? D'altronde, se ci fosse riuscito, se gli fosse stato concesso di illustrare ai dotti dell'epoca la sua dimostrazione conclusiva della rotazione, forse gli esclusivissimi circoli scientifici francesi gli avrebbero finalmente concesso il credito che meritava per le sue imprese precedenti. E il pendolo che guardava oscillare in quella notte parigina poteva contenere la speranza del suo riscatto, come scienziato e come uomo.

A un certo punto, era già tardi, in quella notte che cambiò il suo destino, chiuse il diario e salì in camera da letto. Che cosa gli passava per la testa? Riuscì a dormire? Parlò della scoperta con la madre? O con un amico? Prima che la notte finisse, era giunto alla conclusione che in tutto il mondo c'era una sola persona in grado di aiutarlo: un solo uomo, che per origine, posizione sociale e carattere non avrebbe potuto essere più diverso da lui. Questa persona era la sola speranza di Foucault. Ma il fato, si sa, opera per vie misteriose.

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