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Macedonio Melloni: Una Biografia Scientifica

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Macedonio Melloni: Una Biografia Scientifica UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PARMA Dottorato di ricerca in FISICA Ciclo XXVII Macedonio Melloni: una biografia scientifica Coordinatore: Chiar.mo Prof. Cristiano Viappiani Tutor: Chiar.mo Prof. Mario Casartelli Chiar.mo Prof. Nadia Robotti Dottorando: Dott. Emanuela Colombi 2 Litografia di Giambattista Gatti e Gaetano Dura di Napoli, tratta da un dipinto di R. Dauria. BPPR F. Parmense 1871/2, Biblioteca Palatina di Parma. 3 4 L’occhio agisce a condizione che esista la luce, la quale, soltanto, può eccitare la sensazione e determinarne l’utile funzione. Ma questa meravigliosa entità che fa più bella la natura, che ammanta di vividi colori la conchiglia e l’insetto, non è che un aspetto, per particolare qualità, di una entità più generale e più larga: la radiazione. Grande e indiscutibile verità che poco più di un secolo addietro la scienza non conosceva. Non è esagerato dire che Macedonio Melloni comincia la scienza della radiazione, considerata in senso lato, che dà ora in certo senso alla fisica l’argomento principe che tutto pervade1. 1 (Amaduzzi, 1929) 5 Ringraziamenti Desidero ringraziare: Sabina Magrini, direttrice della Biblioteca Palatina di Parma e tramite lei tutti i bibliotecari e tutto il personale, per l’aiuto e la collaborazione durante le ricerche; Maria Grazia Perazzo, responsabile dell’Archivio Storico dell’Università di Parma, che si è lasciata coinvolgere nelle ricerche sul Melloni; Massimo Savino, responsabile della biblioteca di Fisica per il costante supporto; Lucia Togninelli e i colleghi dell’Archivio di Stato di Parma per le utili informazioni; Albero Meschiari per le informazioni e i materiali su G. B. Amici. Un ringraziamento complessivo a tutti gli amici del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra che in vario modo mi hanno dato aiuto. Un grazie particolare ai miei relatori, Nadia Robotti e Mario Casartelli, e anche a Bruno Carazza e Matteo Leone per il loro aiuto e supporto costante. Un sentito ringraziamento ai miei famigliari e a tutti gli amici che hanno sopportato il peso della ricerca. Alcune abbreviazioni: DiFeST – Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra BPPR – Biblioteca Palatina di Parma ASUP – Archivio Storico dell’Università di Parma 6 Introduzione La figura di Macedonio Melloni ha suscitato recentemente un rinnovato interesse, in ambito sia italiano che internazionale. Le celebrazioni per il Centocinquantesimo anniversario dell’unità d’Italia, ad esempio, hanno richiamato l’attenzione sul contributo che gli scienziati del tempo hanno dato alla formazione della Nazione. In questo quadro si è rilevato ed apprezzato l’impegno politico di Melloni2, impegno che tanto peso ha avuto nello svolgimento della sua vita e della sua produzione scientifica. D’altra parte, anche la ricerca storica sempre più accurata sull’origine e lo sviluppo dei diversi campi della Fisica ottocentesca ha posto in evidenza l’originalità del contributo di Melloni, che può essere considerato il padre fondatore degli studi sulla radiazione infrarossa3. Il ravvivarsi dell’interesse intorno a Macedonio Melloni ha coinvolto anche il Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra di Parma, che non a caso è a lui intitolato e ha fatto nascere l’idea che la sua opera meritasse ulteriori approfondimenti. Da qui la mia tesi di dottorato in Fisica, dedicata a Macedonio Melloni. Da un punto di vista personale, essendomi già occupata di spettroscopia infrarossa in ambito strettamente scientifico, ero naturalmente ben predisposta ad approfondire anche in ambito storico le origini degli studi sulla radiazione infrarossa. Curiosità ed interesse si sono così sommati, focalizzandosi sulla vita e le opere di Macedonio Melloni. Il compito che mi sono proposta con la presente tesi, “Macedonio Melloni: una biografia scientifica”, è consistito nel ricostruire e rivedere criticamente l’intera carriera scientifica di Macedonio Melloni, anche attraverso l’inevitabile correlazione con la situazione politica risorgimentale in cui egli ebbe un ruolo molto attivo e significativo. Tutto questo alla luce di una documentazione finora poco nota, trascurata o anche del tutto sconosciuta. Il lavoro sui materiali biografici ha avuto come fase preliminare la ricerca di documenti inediti sui quali poggiare la revisione e lo studio della vita e dell’opera di Melloni. Questa fase si è svolta attingendo a molte fonti ed istituzioni, oltre che alle due 2 (Leone, M.; Paoletti, A.; Robotti, N., 2011) 3 (Brush, 1976) 7 principali, cioè alla Biblioteca Palatina e all’Archivio Storico dell’Università di Parma. Cito ad esempio la Biblioteca Civica, l’Archivio di Stato, la Biblioteca e l’Archivio della Deputazione di Storia Patria, la Biblioteca Storica del Convitto Maria Luigia, l’Archivio del Museo Glauco Lombardi, tutte istituzioni di Parma, e la Biblioteca Storica di Reggio Emilia. Alcuni documenti provengono da altre biblioteche e accademie, come la Biblioteca Pubblica Universitaria di Ginevra e la Biblioteca Scientifica del Museo Galileo di Firenze. Questa parte del lavoro ha portato alla scoperta di molti documenti mai presi in esame fino ad oggi. Essi riguardano in particolare la sua prima esperienza come docente universitario a Parma: cito ad esempio, i progetti per il laboratorio di Fisica all’interno del Collegio di San Rocco, la proposta per l’allestimento del Gabinetto di Fisica dell’Università, le lettere che documentano i suoi rapporti con le istituzioni accademiche e amministrative, le lettere per spiegare “la situazione miserevole del laboratorio”, la corrispondenza con il personale tecnico e con artigiani locali e internazionali e infine il diario personale del Cancelliere dell’Università, Antonio Lombardini, in riferimento alla partecipazione di Melloni ai moti del ’31. Ritrovamenti molto significativi, che coinvolgono direttamente Melloni, riguardano, oltre la progettazione e l’organizzazione degli spazi del laboratorio e del teatro fisico, le lezioni da lui tenute all’università di Parma, lezioni che aprono un campo si studio molto ampio. Si sono inoltre recuperati gli attestati sugli studi svolti privatamente durante la giovinezza, che consentono di superare molte false congetture sull’origine della sua vocazione scientifica. Una parte importante del lavoro riguarda gli strumenti scientifici, l’organizzazione e l’economia del laboratorio di fisica, la collaborazione con gli artigiani del tempo. Il suo lavoro sugli strumenti di misura, in effetti, può essere ancora approfondito sulla base dei documenti che abbiamo recuperato e che stiamo analizzando. Già le informazioni sulla strumentazione rinvenute finora, comunque, sono molto significative; possiamo citare, come esempio, le vicende legate alla costruzione del suo ultimo strumento, l’elettroscopio. Queste informazioni inoltre ci consentono di vedere sotto una nuova luce la stessa strumentazione di inizio Ottocento custodita nel Museo del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università di Parma, collegandola ai primi acquisti effettuati o sollecitati da Melloni. Altri documenti rinvenuti riguardano gli aspetti più politici e ideologici della sua partecipazione ai moti del 1831: l’istruttoria e il processo subito, le perquisizioni nella tenuta della sua famiglia. Ogni nuovo documento è stato analizzato con attenzione per valutarne l’autenticità, con analisi calligrafiche, controlli sulla carta, ricostruzioni sulla provenienza. 8 Sono stati rinvenuti anche diversi articoli, di stretto contenuto scientifico, con note autografe e correzioni dello stesso Melloni, che ne precisano il pensiero. Come è noto, i risultati scientificamente più importanti di Melloni, quelli per cui è ricordato come uno dei fisici più importanti dell’Ottocento, sono gli studi sul “calorico raggiante”, ovvero i lavori intesi a caratterizzare la natura e le proprietà di quella radiazione, chiamata anche “radiazione calorica oscura” e ora detta radiazione infrarossa, posta nella zona buia dello spettro ottico, al di là del rosso. Il risultato finale di tali studi fu la formulazione del “principio di identità fra la luce visibile e il calorico raggiante”. Questo argomento è ampiamente trattato nella parte centrale della tesi. Nel ricostruire i vari passi che hanno portato Melloni a questo fondamentale risultato, ho prestato una attenzione particolare agli aspetti più strettamente sperimentali, cercando di fare una rilettura molto accurata dei vari apparati utilizzati da Melloni e dei risultati da lui ottenuti, basandomi per questo anche sulla mia precedente esperienza in spettroscopia infrarossa. Questo modo di procedere ha consentito di cogliere nell’opera di Melloni aspetti inediti, che ne aumentano ulteriormente il valore scientifico. Inoltre si sono analizzati i suoi studi sulla trasmissione del calore raggiante attraverso solidi e liquidi, anche alla luce delle sue precedenti analisi dello spettro calorico del Sole e delle prime sperimentazioni condotte con il suo nuovo e fondamentale strumento, il termomoltiplicatore. A proposito di questo strumento, si è ricostruita la sua nascita, che risale alla collaborazione tra Melloni e il fisico e costruttore di strumenti Leopoldo Nobili (di cui si sono posti in evidenza i diversi contributi), e si è studiata la sua complessa evoluzione, segnata da modifiche ad hoc dettate dalle varie esigenze sperimentali incontrate via via, non dimenticando gli ultimi lavori sul galvanometro astatico. A parte il suo principale argomento di ricerca, “la radiazione calorica”, mi sono soffermata ad analizzare anche alcuni degli altri campi di interesse di Melloni. In effetti
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