Storia delle scienze ad uso dei licei scientifici - Corrado Barbagallo

Ma come col Maxwell, e poi con l’Hertz, la dottrina sulla natura della luce sembrò identificarsi con quella della natura dell’elettricità e del magnetismo, così, poco dopo, essa fu estesa all’altro agente imponderabile, che noi riscontriamo nel mondo dei fenomeni fisici: il calore. Tutti sono stati ritenuti, egualmente, effetto di vibrazioni dell’etere, anzi le vibrazioni stesse di questo agente misterioso e meraviglioso della natura.

F). L’etere. — Che cosa, dunque, sarebbe l’etere? Poichè esso esiste nel vuoto, dovrebbe essere considerato come imponderabile. Inoltre esso non dovrebbe avere consistenza, dovrebbe essere immateriale, perchè non oppone alcuna resistenza sensibile ai corpi celesti che vi si muovano dentro (non si dà neanche il senso percettibile di alcun vento d’etere). Ma è di una elasticità enorme, come nessun gas conosciuto, perchè le sue vibrazioni (luminose, elettromagnetiche ecc.) sono rapidissime; ed è anche condensabile perchè nei corpi la velocità di propagazione delle sue vibrazioni è minore che nel vuoto, e in proporzione della loro densità.

Ma non è tutto. Poichè le vibrazioni (luminose, elettromagnetiche ecc.) dell’etere hanno una direzione perpendicolare all’asse della loro propagazione, ciò significa che l’etere presenta uno dei caratteri specifici dei corpi solidi... Nei gas le differenti particelle si possono spostare, ossia vibrano, senza che si manifesti alcuna reazione delle une sulle altre; qualche traccia di reazione — e quindi di rigidità — comincia ad apparire nei liquidi, ma soltanto i solidi posseggono la rigidità occorrente perchè delle vibrazioni trasversali possano produrvisi e mantenervisi. Ora le vibrazioni esclusivamente trasversali, anzi perpendicolari, dell’etere fanno supporre in questo «corpo» una rigidità maggiore che nei solidi, per es., nell’acciaio... La «materia» per eccellenza imponderabile, sarebbe dunque, al tempo stesso, per eccellenza solida?... Ma come mai un solido può essere attraversato da altri solidi, secondo avviene dell’etere, percorso da pianeti e stelle fisse?... Le sue proprietà, dunque, sarebbero diversissime da quelle da noi conosciute presso i corpi che sogliamo raggiungere coi nostri sensi, e pressochè paradossali...

Che più? Nell’etere stesso alcuni fisici credono di poter additare la ragione della gravitazione universale, rispondendo così a una domanda dinanzi alla quale lo stesso Newton aveva dovuto arrestarsi: — Quale la causa della gravitazione universale? —

G). Che cosa è la materia? — Anche a questa domanda ha creduto di poter rispondere, ancora una volta, la scienza del sec. XX, e ha costruito la teorica elettrica della materia, cui ha portato il contributo, veramente geniale, dei suoi studii, il nostro Augusto Righi. Ma a questa teoria ha contribuito, in misura maggiore, la scienza chimica, e perciò ce ne occupiamo più innanzi (§ 38 B), a tale proposito.

38. Chimica: A). La nuova teoria atomica. — Il sec. XIX si apre, in chimica, come dicevamo, con la rinascita della teoria atomica. Si era già avviato su questa strada, sin dal 1815, Guglielmo Prout;[98] ma il suo massimo sistematizzatore è Giorgio Dalton (1768-1844). Studiando le sostanze gasose, il Dalton pervenne al concetto che ogni gas è composto di particelle respingentesi fra loro con una forza che diminuisce con la distanza dei loro rispettivi centri. Più tardi, studiando le proporzioni delle combinazioni chimiche tra le varie sostanze, notò che queste proporzioni si possono esprimere con numeri interi o con multipli di essi. Così, ad es., nei due idrocarburi metano ed etilene uno stesso peso di idrogeno è combinato con una quantità di carbonio doppia nell’etilene di quella contenuta nel metano. Lo stesso avviene nei cinque ossidi dell’azoto. Egli notò in conclusione tre fatti: a) che ogni corpo (come aveva stabilito G. Luigi Prout) è invariabilmente composto degli stessi elementi uniti nelle identiche proporzioni (legge delle proporzioni definite); b) che, quando un elemento si unisce con un altro, per dare origine a nuovi composti, in ciascuno di questi composti, in rapporto a una quantità costante di uno di essi, le quantità dell’altro variano in proporzioni multiple (legge delle proporzioni multiple);[99] c) che, quando due corpi A e B si combinano separatamente con un terzo corpo C, le quantità, con cui A e B si uniscono con C, sono eguali a quelle in cui si uniscono fra loro A e B o multipli di esse (legge delle proporzioni reciproche). Onde il Dalton concluse che la materia deve essere composta di atomi, aventi dimensioni e peso diversi, per le diverse sostanze, ma identici per ciascuna sostanza e che la combinazione chimica altro non è che un raccostamento di atomi.

Tali vedute furono confermate, contemporaneamente e successivamente, da ricerche collaterali di altri: Gay Lussac, Ampère, Davy, Berzelius ecc. Tuttavia la nuova ipotesi andava incontro a talune difficoltà pratiche; alcune esperienze nuove sembrarono contradirla. E bisognò rettificarla. Il tentativo più razionale, diretto a tale scopo, venne fatto, nel 1813, dall’italiano Amedeo Avogadro (1776-1856). Secondo la sua teoria (che però si limitava ancora ai gas), volami eguali di qualsiasi gas — semplice o composto — nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono il medesimo numero di molecole ch’egli chiamava particelle integrali, onde i pesi relativi di tali volumi rappresentano i pesi relativi di dette molecole. Però, nel caso dei gas semplici, le particelle integrali sarebbero composte di un certo numero di atomi della stessa specie, mentre, nel caso di gas composti, risulterebbero di atomi di specie differenti. Tale ipotesi introduceva, oltre l’atomo, il concetto di molecola, e assegnava, all’uno e all’altro, una funzione diversa nella costituzione della materia. La molecola sarebbe una associazione di atomi, l’ultima particella fisica della materia; l’atomo sarebbe quella particella di materia, che, nelle reazioni chimiche, non soggiace, praticamente, a ulteriore divisione, anche se noi, teoricamente, possiamo concepirla divisibile.

Ciò non ostante, questa teoria non ebbe l’onore di un riconoscimento universale se non dopo il Congresso chimico europeo del 1860 a Carlsruhe. Colà il chimico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910), tornando a sviluppare la teoria dell’Avogadro, mostrò quanto facilmente essa risolvesse molte delle difficoltà in cui si avviluppava la chimica del tempo, e come la migliore interpretazione della teoria del Dalton fosse quella appunto offerta dall’Avogadro.

Da allora in poi le formule chimiche, oggi in uso, seguono il metodo indicato dall’Avogadro: danno, cioè, l’indicazione degli atomi e delle molecole dei corpi. Così, ad esempio la formula chimica dell’acqua (H₂O) significa che ogni molecola è composta di 2 atomi di idrogeno e di 1 atomo di ossigeno.