Mirabilissima potenza dell'ingegno umano! Il quale, armato del microscopio scende nelle infinite latebre di una goccia d'acqua, e vi discerne miriadi di esseri organici, come le stelle nel firmamento, e li distingue, li classifica, e trae argomento a combatterli, per risparmiare lutti e sventure. E con attento occhio osservando, spia la costituzione della materia cerebrale, e se gli venga fatto di scoprire il mistero del pensiero, di quest'atto fisico, che fa turbinare in sì piccolo spazio l'immensità del creato.

Eppure, per l'invenzione dei due importantissimi strumenti, nota già essendo la rifrazione, la teoria dell'ottica non si è avvicinata di un passo alla spiegazione dei fenomeni luminosi; non ha che messo a disposizione delle scienze nuovi e potenti mezzi di ricerca.

Trovare la causa del perchè un bastone tenuto obliquo nell'acqua sembri spezzato, lo spato islandico faccia vedere doppi gli oggetti, o le piume del collo d'un piccione compariscano iridescenti: ecco un problema assai più interessante per la teoria dell'ottica di tutti i microscopi e cannocchiali.

E per fortuna, l'onore d'averlo risolto spetta ad un nostro italiano che per primo gettò le basi della teoria delle ondulazioni luminose.

Francesco Maria Grimaldi, nacque nel 1618, morì nel 1663 in Bologna sua patria. Apparteneva all'ordine dei Gesuiti, e l'importantissima sua opera “ Phisico-Mathesis de lumine, coloribus et iride aliisque adnexis, libri duo „ non comparve in Bologna che due anni dopo la di lui morte. Contenendo essa nuove teorie avrà forse dubitato dell'accoglienza che avrebbe potuto trovare presso i suoi superiori, e temuto non avesse a suscitargli contro delle persecuzioni. Contemporaneo del Cavalieri, entrambi coltivarono di preferenza l'ottica, il primo, trattandola dal lato matematico, Grimaldi da quello sperimentale.

Facciamo entrare in una stanza oscura, attraverso un foro praticato nelle imposte, un fascio di raggi solari, ed interponendo una sottile asticina opaca raccogliamo la luce su d'uno scremaglio. Dovressimo osservare un'ombra contornata dalla sua penombra; invece si trova che l'ombra fisica è più larga di quella geometrica, e contornata da frange colorate e da frange oscure. Quest'è la prima esperienza del Grimaldi. La seconda che si potrebbe enunciare “luce aggiunta a luce dà tenebre„ è la seguente: pratichiamo nell'imposta due forellini vicini uno all'altro, e raccogliamo la luce a tale distanza, che i due fasci si sovrappongano in parte. Ciascuno dei forellini da solo darebbe un disco luminoso più chiaro nel mezzo che ai bordi; agendo insieme invece, dovrebbero dare due dischi luminosi, colla parte sovrapposta più chiara. In realtà la parte centrale è più chiara, ma comparisce limitata da bordi oscuri che vengono così a cadere in parti dove ogni disco per sè avrebbe dovuto essere luminoso.

Su queste due esperienze, in apparenza così poco concludenti, si esercita l'ingegno del Grimaldi per trarre i fondamenti della teoria delle ondulazioni. Infatti solo due movimenti di ordine inverso, condensazione e rarefazione, fase positiva e fase negativa, possono elidersi, e dare mancanza di luce o bordi oscuri, e nella prima esperienza frange oscure. Se ciò che entra dai fori non fosse un movimento, ma qualche cosa di materiale, là dove cade in maggior copia, si dovrebbe aver sempre più luce.

Grimaldi paragona il modo di propagarsi della luce a quello delle onde generate da un sasso sulla superficie dell'acqua, e suppone un fluido leggerissimo, che urtato dal corpo luminoso, trasmetta vibrando la luce. Anzi intravede, facendo un paragone col suono, che, come in acustica al maggior numero di vibrazioni corrisponde un suono più acuto, in ottica alle vibrazioni più o meno rapide del corpo luminoso corrisponda luce diversamente colorata.

In altro capitolo, a maggiore conferma del suo modo di vedere, analizza il caso di luce bianca, che per effetto di semplice riflessione può comparire colorata, ciò che realizza facendo riflettere un fascio di luce da una lamina di metallo finemente striata, ottenendo così l'iride, o lo spettro, da lui stesso chiamato di diffrazione.

Ed è a questo medesimo sistema che, usando gli splendidi reticoli del Roland, noi ricorriamo presentemente per avere lo spettro normale del sole; spettro nel quale leggiamo a chiare note la costituzione e natura del sole stesso. L'iridescenza del collo del piccione non è che un fenomeno dello stesso ordine, e la luce si riflette su d'una superficie, per la conformazione delle piume, finemente striata.