Amontons, Leibniz e Huygens riduceano scientifica la meccanica. In ottica il Maurolíco avea dato un’argutissima spiegazione del modo con cui si vedono gli oggetti (De lumine et umbra), e come l’umor cristallino concentri sopra la retina i raggi, spiegando la varia conformazione dell’organo ne’ presbiti e nei miopi. Era dunque a un punto di accorgersi delle immaginette che si dipingono in fondo all’occhio, tanto più che altrove spiega la formazione dell’immagine in uno specchio concavo; ma forse lo rattenne il non sapere spiegare come noi le vediamo dritte sebbene si dipingano capovolte. Giambattista Porta trattò di varj fenomeni della visione nella Magia naturalis: ma ritenendo che nell’occhio si effettuasse come nella camera oscura[335], non comprese in qual parte gli oggetti si dipingessero, e suppose organo principale della vista l’umor cristallino. Molto pure si occupò degli specchi piani, concavi, convessi, ustorj. Il gesuita Francesco Grimaldi nel 1665 pubblicò a Bologna varj casi ottici importantissimi, tra cui l’inflessione della luce e la diffrazione prodotta dal cadere del raggio solare sul prisma; problema ch’egli spiegava con un alternato condensarsi e spandersi, invece di dedurne la rifrangibilità della luce; e sebbene poco arrestasse i curiosi, Newton seppe cavarne profitto; sinchè Antonio Dedominis vescovo di Spalatro (De radiis lucis in vitreis perspectis et iride) i colori dell’arco baleno scoprì provenire dalla rifrazione, come mostrava coll’opporre una boccia d’acqua al sole, dove il raggio arrivava agli occhi dipinto di colori variati secondo l’angolo con cui v’entrava: sagacia meravigliosa in uomo che nessun’altra prova ne diede. Ben presto Huygens porgeva la teorica della luce per mezzo delle ondulazioni, e Newton per mezzo delle emanazioni: ma ventisei anni prima che si stampasse l’Ottica di questo, Giuseppe Antonio Barbari da Savignano, morto in odore di santità, ripudiando l’opinione di Aristotele, tolse ad esaminare i colori dell’iride prima e della seconda, nella quale si trovano in ordine inverso; la loro figura costantemente circolare, e la posizione loro rispetto al sole; per qual causa se ne renda visibile una sezione maggiore quanto più il sole è alto sull’orizzonte; esser necessario che la nube risoluta in minutissime goccie venga percossa dal sole di faccia, effetto che succede pure nelle pioggie artifiziali, nelle fontane, nelle boccie d’acqua rimpetto al sole, nelle quali, fin alla declinazione di 42 gradi del raggio visuale sulla linea che passa pel centro solare, vedonsi distintamente i colori dell’iride, mentre all’inclinazione di 52° appajono in senso inverso. Tutto ciò con grand’uso della geometria e trigonometria[336]: eppure rimase ignoto, nonchè agli stranieri, perfino ai nostri.
La prospettiva fu studiata in servizio dell’arti belle, e soli italiani ne scrissero, quali Piero della Francesca da Borgosansepolcro e Luca Paciólo; e compiutamente Daniele Barbaro veneziano (1568), poi il Barozzi ed altri. I principj geometrici ne furono generalizzati e bene esposti da Guidubaldo marchese del Monte; il quale, sempre intento ad applicare la geometria alla meccanica, in un trattato di questa pel primo indicò il principio delle celerità virtuali nella leva e nella taglia.
Alla meccanica pratica attesero molti. Il Ramelli non ha novità nelle sue macchine; di più Fausto Veranzio veneto di Sebenico (Machinæ novæ), tra le quali un ponte sospeso a catena e il paracadute, e tentò fare in Venezia fonti salienti. Fu vescovo in Ungheria, e gli dobbiamo una logica e un dizionario poliglotto. Il padre Lana Terzi (1687) esaminò la costituzione dei monti bresciani; procurò coi sali imitare le cristallizzazioni naturali, sebbene con teoriche dappoi ripudiate; inventò un seminatore prima dell’inglese Tull; nel Prodromo dell’arte maestra (1670) accenna come insegnare ai sordimuti a scrivere e anche parlare, a scrivere ai ciechi nati, e a nascondere i loro pensieri sotto cifre misteriose; come estrarre la radice quadrata colla somma e la sottrazione; tentò oriuoli perpetui a sabbia, ed altri a olio che s’abbassa all’arder d’una lampada; fare uccelli che volassero, e altri segreti più vaghi che fondati, ne’ quali piacevasi meglio che in sodare norme scientifiche. Non vi manca la pietra filosofale, ma il più ricantato è d’una barca portata in aria da quattro palloni metallici vuoti d’aria: i calcoli ne furono trovati giusti anche dal Leibniz, ma al Lana mancarono i mezzi di tentarne la prova.
Giovanni Torriano cremonese, meccanico di Carlo V, ricostruì a Toledo la macchina, fatta dagli Arabi, che l’acqua del Tago distribuiva per la città; pensava rendere navigabile quel fiume sino al mare; e sebbene Filippo II preferisse usare quella somma a fabbricar l’Escuriale, i Toletani l’onorarono d’un busto in marmo e d’una medaglia. La proposta fu rinnovata il 1641 da Giulio Martelli e Luigi Carduchi, e Filippo IV non comprese che questo sarebbe stato il vero modo di ricuperare il perduto Portogallo[337]. Nelle Macchine del signor Giovanni Branca (Roma 1629) stanno il disegno e la spiegazione di una, ove ad una caldaja bollente in figura di testa sfugge di bocca il vapore, che soffiando contro una ruota alata, move i congegni di due pile. È la prima applicazione del vapore a un’utilità, benchè operi direttamente sulla ruota, non per la tensione come nelle macchine odierne. Nel Novo teatro di macchine del Zonca padovano, un girarrosto è mosso dall’aria rarefatta dal fuoco.
Da tutte queste scienze ajutata, e da’ migliori stromenti[338], l’astronomia vedea trionfare il vero sistema mondiale. Ben alcuni tentavano acconciare l’opinione nuova con quella della Chiesa, sia piegando il fatto alla Bibbia, come aveva usato Tycho Brahe, sia la Bibbia al fatto, come Foscarini. Il gesuita ferrarese Giambattista Riccioli (1593-1671), che nell’Almagestum novum raccolse quanto aveano pensato gli astronomi fino al suo tempo, aggiungendovi osservazioni proprie, il sistema di Copernico trova ben ideato, ma falso; e non volendo accettare le grandi scoperte di Keplero perchè questi negava l’eclissi avvenuto alla morte di Cristo, nè chetandosi ai sistemi di Tycho e di Rheita, ne produsse un nuovo che non urtasse i pregiudizj, e dove luna, sole, saturno, giove girano attorno alla terra, ma mercurio, venere, marte sono satelliti del sole. Nella luna, con un cannocchiale di quindici piedi, noverò fin seicento macchie, cioè cinquanta più di Evelio, alla cui nomenclatura prevalse quella del nostro, come pure la sua teoria delle librazioni. Col Grimaldi crebbe a trecencinquanta stelle il catalogo di Keplero. Gli fu inflitta una penitenza per aver preferito il calcolo della versione dei LXX. Il gesuita francese Fabre, gran penitenziere a Roma, per avere pubblicato che, dimostrato una volta il moto della terra, la Chiesa avrebbe chiarito in che modo intendere figuratamente i passi della Scrittura, ebbe processo dal Sant’Uffizio, e arresto di cinquanta giorni.
Effemeridi, cronologie ed altre opere astronomiche stamparono il bolognese Cornelio Malvasia (-1664), e i modenesi Geminiano Montanari (-1687) e Gaetano Fontana (-1719). Il Montanari diede pure l’idrografia del mare Adriatico e sue correnti; pel primo dubitò del calor lunare, messo fuori di dubbio appena oggi dalle sperienze del Melloni. Il Bianchini portò buone osservazioni sopra venere, e tracciò il gnomone di Santa Maria degli Angeli. Antonio Magini padovano, professore a Bologna, scrisse molto di geografia e astronomia, non adottando il sistema copernicano, ma svolgendo teoremi che si credettero scoperti solo a’ dì nostri: era in corrispondenza con Tycho Brahe e con Keplero, che gran conto faceva del sapere di lui, e che dall’Università bolognese fu invitato a succedergli.
A sgombrare i vecchi errori operò grandemente un error nuovo, quali erano i vortici di Cartesio, venuti di moda anche nelle scuole italiane. Alfine prevalse Newton, posando la legge universale della gravitazione, e innovando meccanica, ottica, astronomia. Nessun nome noi abbiamo ad opporvi, ma vantiamo un’intera famiglia d’illustri. Gian Domenico Cassini (1625-1712) di ricca gente nizzarda, allevato dai Gesuiti, s’applicò segretamente all’astrologia, la quale lo invogliò dell’astronomia; a venticinque anni già la leggeva in Bologna, succeduto al Cavalieri, e gran lode ottenne, qualunque erroneo, il suo esame della cometa del 1652. Risolse il problema fallito a Keplero e Bouillaud, «dati due intervalli fra il luogo vero e il medio d’un pianeta, determinare geometricamente il suo apogeo e l’eccentricità»; determinò la rotazione di varj pianeti mediante le macchie, e nel 1668 diede effemeridi de’ satelliti di giove, mirabili pel tempo. Compivasi così la scoperta di Galileo; i naviganti aveano un modo di conoscere le longitudini; e lo spettacolo d’un altro sistema planetario che in piccolo rappresenta il nostro, confermava l’insegnamento di Pitagora e di Copernico, offrendo una riprova delle leggi che eransi assegnate ai movimenti della terra. Cassini migliorò le tavole di rifrazione; costruì la meridiana in San Petronio a Bologna, un de’ più grandi stromenti, mercè del quale precisare la legge degli spostamenti diurni del sole. Al quale problema applicossi il Cassini per verificare un punto fondamentale della teorica di Keplero, cioè che si rallenti la terra quand’è più discosta dal sole, e s’acceleri quando vicina; e vi riuscì. Accertò parimente la importantissima legge delle rifrazioni, indicata già da Tycho; ma mentre questi credeva cessasse dacchè l’astro saliva più di 45 gradi sopra l’orizzonte, Cassini mostrò che altezza nessuna rompeva quella legge. Così fu l’astronomia ridotta capace di misure delicatissime, e parvero un miracolo le sue tavole del sole, che alla secentista intitolò Oracolo d’Apollo: fece conoscere la librazione della luna: trovò o perfezionò il modo di calcolare per tutti i paesi gli eclissi solari mediante le projezioni dell’ombra della luna sul disco della terra, e di dedurne le longitudini terrestri.
Per determinare i confini tra la Toscana e lo Stato pontifizio, col Viviani studiò il corso del Po e della Chiana, le giaciture degli Appennini e le conchiglie fossili che vi si trovano. Il papa in benemerenza lo nominò ispettore delle acque; l’Accademia delle scienze francese l’ebbe corrispondente; poi chiamato da Luigi XIV, fu in Francia naturalizzato. Ivi con Picard promosse il viaggio a Cayenne per osservare la parallasse di marte e la solare, che si trovò appunto di dieci secondi, com’egli aveva congetturato.
Egli intanto meditava sulla luce zodiacale, indicata fuggevolmente da Keplero; e stabilì che il sole sia circondato d’una specie di nebulosa, prolungata nel senso del suo equatore fin di là da venere. Dacchè Huygens ebbe scoperto il primo satellite di saturno, quattro altri egli ne osservò, non accorgendosi dei due che poi ad Herschel si offersero nel 1789, e dell’ottavo scoperto nel 1848 da Lassen. E sebbene veruna capitale scoperta egli facesse, la natura delle sue ne popolarizzò il nome per modo, che molti lo tennero quasi creatore dell’astronomia in Francia, tutti per uno de’ migliori ornamenti del regno del gran Luigi.
Il genio per l’astronomia parve ereditario in sua casa; e Giacomo suo figlio (1677-1756), aggregato di diciassette anni all’Accademia delle scienze e di diciannove alla Reale di Londra, girò l’Europa, poi reduce coadjuvò il padre nel prolungare la famosa meridiana dell’Osservatorio di Parigi, cominciata da Picard nel 1669, ed ora spinta fino al Rossiglione e a Dunkerque. Più esatte misure de’ meridiani si ottennero dal viaggio ai poli; e allora Cesare Francesco Cassini corresse i lavori del padre, e recò il meridiano ad esattezza sufficiente per divenire base della grande operazione geometrica, alla quale tre generazioni di quella famiglia aveano faticato.