Queste ricerche sul vuoto condussero altresì alla scoperta sulla elasticità o compressibilità dell’aria che porta il nome di legge Boyle o legge Mariotte (come la denominano i Francesi dal fisico Edmondo Mariotte, 1620-84). Secondo questa legge, i gas si contraggono in ragione diretta del peso da cui sono caricati; ossia che esiste una proporzionalità inversa fra il volume dei gas e la pressione a cui vengono sottoposti.

3. Suono e luce. — Finalmente si potè determinare quasi esattamente la velocità del suono,[77] e si affrontò di nuovo, senza dapprima riuscirvi, il calcolo della velocità della luce. Sarà primo un danese (Olaf Römer) nel 1655, a poterla fissare in 311 000 km. al secondo, errando di poco per eccesso piuttosto che per difetto.[78] Ma l’operosità del Galilei nel campo dell’ottica aveva diffuso, in Italia e fuori, una vera passione per questo ramo di studii. Perciò fu possibile che si formasse in Italia una scuola eccellente di tecnici e di costruttori di lenti e di cannocchiali, e che fuori d’Italia il problema della luce venisse affrontato alle sue radici. Sono due le opinioni che, in questo secolo, si scontrano e si combattono intorno alla natura della luce. L’una espose il Newton nella sua classica Ottica, e, sorretta dall’enorme autorità del suo formulatore, dominò quasi tutta la scienza del tempo. Secondo questa teorica, la luce si deve a emissioni, che fanno i corpi luminosi, di correnti di corpuscoli in tutte le direzioni: corpuscoli moventisi in linea retta, intersecandosi e rimbalzando in ogni senso, senza peso, insensibili a ogni influenza (teoria delle emissioni). L’altra dottrina espose Cristiano Huyghens (1629-95), un olandese, in un suo Trattato della luce, nel quale erano profondamente studiati tutti i fenomeni ottici, propagazione, riflessione, rifrazione, e che è il più completo trattato su questa materia. Secondo l’opinione dell’Huyghens, la luce si deve a vibrazioni longitudinali delle molecole dei corpi luminosi, vibrazioni interamente paragonabili a quelle determinate dal suono nell’aria o, da un grave che cade, nell’acqua (teoria delle ondulazioni).

Formulata precisamente in questo modo, la dottrina dell’Huyghens non era esattissima nei suoi particolari (le vibrazioni della luce non sono longitudinali, cfr. § 37 E); ma essa sola, che pure raccolse pochi consensi, era nel vero; l’altra del Newton risulterà, fra non molto, radicalmente sbagliata.

Il Newton studiò anche egregiamente il fenomeno della rifrazione della luce; scompose, mediante un prisma di cristallo di rocca, un raggio di luce nei suoi colori elementari, e cercò di dare una teoria dei colori, imaginando che la loro diversità dipenda dalla grandezza delle molecole luminose; spiegazione che, anch’essa, oggi riconosciamo inesatta (cfr. § 37 E).

4. Magnetismo ed elettricità. — Del magnetismo terrestre si occupò il grande astronomo Edmondo Halley (1658-1742), e fin dal 1683, in seguito a uno studio sulla declinazione magnetica, tornò all’idea, che era stata del Gilbert (§ 22): che la Terra sia un grande magnete, e vi assegnò quattro poli magnetici. Questa ipotesi dei quattro poli è oggi abbandonata. Ma un viaggio dell’Halley negli Oceani Atlantico e Pacifico, allo scopo di verificare la sua dottrina, gli permise di costruire la prima grande carta terrestre di declinazione, nella quale sono riuniti con linee continue i punti di eguali declinazioni. Più tardi egli stesso collegò acutamente al magnetismo terrestre il fenomeno delle aurore boreali.

In questo stesso secolo si studiano più a fondo anche i fenomeni elettrici: sono Ottone di Guericke, il Boyle e poi Francesco Hawksbee ad occuparsene. Il Boyle, in un importantissimo esperimento, mostrò che l’azione elettrica si esercita, come la luce, attraverso il vuoto. L’Hawksbee ebbe per il primo l’intuizione di una dottrina, che sarà propria del sec. XIX: la luce essere di natura identica alla elettricità (cfr. § 37 E). Anche il Newton discorre di elettricità e di forze elettriche, che egli definisce «forse» come «il resultato di un principio etereo (?) messo in moto dalla vibrazione delle particelle dei corpi elettrizzati». Ma, non ostante i grandi nomi di tali scienziati, la gloria dell’elettricità sfuggì al sec. XVII.

Singolare e degno di nota è il fatto che questa età, così carica di scienze, torna a porsi, come gli antichissimi greci, il problema più alto e più arduo: quello della costituzione della materia. E vi giunge, non, come farà il sec. XIX (cfr. § 38 A e B), attraverso la fisica e la chimica, ma esclusivamente attraverso quello della fisica. Fu Roberto Hooke (1635-1703) a discorrerne in una Lettera del 1662 al Boyle, ed egli dichiarò di opinare (con Democrito ed Epicuro) che le particelle dei corpi siano in continuo movimento e costrette a mutar direzione per l’urto con altre particelle o con altri corpi...

Era in fondo un resuscitare la teoria atomica, dopo secoli di oblio.

30. Fisica: Il sec. XVIII. — Il secolo XVIII non ha, per tre quarti del suo corso, nomi di fisici, che si possano paragonare ai grandi dell’età che immediatamente lo aveva preceduto. Ma fu tutto un secolo di somma operosità, di raccoglimento, di progressi modesti e costanti, che tanto giovarono a consolidare le audaci conquiste del sec. XVII e a preparare la gloria del sec. XIX.