Galileo al Museo degli Strumenti per il Calcolo
Claudio Luperini – Dip. di Fisica "E. Fermi", Univ. di Pisa
53° Congresso SAIt – Pisa 2009
Il Museo degli Strumenti per il
Calcolo, gestito dalla
Fondazione Galileo Galilei
dell'Università di Pisa, propone
un affascinante percorso nella
storia della scienza, a pochi
passi da Piazza dei Miracoli, in
mezzo a calcolatori e antichi
strumenti scientifici.
Alcuni strumenti
scientifici della
sezione
"Astronomia"
Macchine
per il calcolo
Il Museo ha iniziato a raccogliere calcolatori dalla fine degli anni '80,
attraverso acquisti e soprattutto donazioni. L'attuale inventario, che
ancora non comprende tutti gli oggetti, conta circa 2000 pezzi fra
calcolatori meccanici, calcolatrici elettriche, elettroniche, mini e
personal computer, grandi calcolatori.
La collezione degli strumenti scientifici trae la sua origine dalla prima
Cattedra di Fisica Sperimentale istituita all'Università di Pisa nel 1748
e assegnata a Carlo Alfonso Guadagni. In seguito i professori che si
sono succeduti hanno contribuito ad arricchire la collezione, fra
questi ricordiamo Luigi Pacinotti, Carlo Matteucci e Riccardo Felici.
Fanno parte della collezione anche alcuni prototipi ideati e realizzati
da Antonio Pacinotti.
Il Museo degli Strumenti per il Calcolo annovera tra i pezzi più prestigiosi esemplari unici e emblematici per
la storia pisana e italiana. Tre esempi per tutti:
- la CEP (Calcolatrice Elettronica Pisana) che fu costruita interamente a Pisa - su proposta di Enrico Fermi –
grazie a una collaborazione tra l'Università di Pisa e l'Olivetti
- la Macchina di Musschenbroek (costruita nel 1697)
- gli Anelli di Pacinotti, che portarono lo scienziato alla costruzione della famosa Macchinetta, la prima
dinamo a corrente continua (anch'essa facente parte della collezione)
Nel Museo sono presenti anche una biblioteca e
una sezione archivistica (Archivio Enrico Fermi,
Archivio Riccardo Felici e Archivio Pacinotti)
Il fondo archivistico Enrico Fermi è costituito da
documenti la cui provenienza è duplice: da una
parte Gabriella Sacchetti, nipote di Enrico Fermi,
dall'altra Alessandra Raggi, nipote di Enrico Persico.
Nei documenti acquisiti da Alessandra Raggi, il
corpus più consistente è rappresentato
naturalmente dal carteggio Fermi - Persico; c'è poi
una sezione che abbiamo definito "altra
corrispondenza", di cui fa parte il carteggio tra
Enrico Persico e familiari, amici, colleghi.
Il pronipote dello scienziato, Carlo Paladini, decise di
donare all'Università di Pisa questo fondo in seguito a una
mostra su Riccardo Felici aperta a Palazzo Reale nel
1995.........
L'Archivio Pacinotti fa parte del Fondo Pacinotti che è costituito
anche da una biblioteca (circa 2000 volumi) e dai prototipi delle
macchine elettromagnetiche ideati e realizzati da Antonio
Pacinotti
Dal 25 settembre al 25 ottobre 2009 aprirà la mostra Galileo al Museo degli Strumenti per il
Calcolo nell'ambito dell'iniziativa della Regione Toscana Sotto il segno di Galileo. Luoghi della
scienza in Toscana.
All'interno del percorso della mostra, nella sala didattica, verranno presentati tre modelli di
strumenti galileiani attualmente in fase di realizzazione:
- il Compasso geometrico et militare (in scala 6:1)
- il Pulsilogium
- l'Orologio a pendolo
il Compasso geometrico et militare di Galileo Galilei
Iniziato a costruire a Padova verso il 1597, successivamente fu arricchito di operazioni e di linee; gli esemplari
rimasti del compasso presentano sette linee proporzionali tracciate sulle gambe e quattro scale segnate sul
quadrante che consentono di effettuare con estrema facilità molte operazioni aritmetiche e geometriche: dal
calcolo degli interessi all’estrazione delle radici quadrate e cubiche, dal disegno dei poligoni al calcolo di aree e
volumi, al rilevamento del territorio.
La costruzione di una copia del compasso galileiano in scala 6:1 mira sia ad una presentazione
ottimale della strumento ma, soprattutto, a facilitare la spiegazione del suo uso
(esperienze passate ci hanno dimostrato che anche la disponibilita' di copie in cartone - in scala 1:1 - da dare
in mano a più visitatori contemporaneamente, rendeva comunque complicato spiegare il funzionamento
delle varie operazioni)
Lo strumento è attualmente in fase di realizzazione, in particolare è in costruzione il
supporto su cui appoggerà il grande compasso. Tale supporto permetterà anche la
rotazione dello strumento con semplici manovre e senza il suo sganciamento, il che
comporterebbe un pericolo per l'operatore a causa dell'ingombro (circa 170 cm di
altezza) e del peso (16 kg circa) non trascurabili.
Il Pulsilogium
L'idea di costruire un dispositivo, chiamato pulsilogium, che permettesse, variando la lunghezza
di un pendolo semplice, di ottenere le frequenze adatte per la misura del battito cardiaco
oppure della frequenza del respiro si deve al medico Santorio Santorio (1561-1636). I disegni di
questo pulsilogium, riportati nelle sue opere, denotano però la mancanza di qualsiasi
conoscenza del legame che esiste fra il periodo di oscillazione di un pendolo e la sua lunghezza,
in quanto le scale riportate sono tutte lineari mentre la frequenza di oscillazione dipende
dall'inverso della radice quadrata della lunghezza del pendolo.
Questa legge del pendolo semplice era stata scoperta da Galileo che Santorio aveva conosciuto
e frequentato all'interno dell'ambiente veneziano agli inizi del 1600.
Nel 1995, in occasione di un Congresso medico, fu realizzato dal prof. Roberto Vergara
Caffarelli un pulsilogium che tenesse conto della legge galileiana del pendolo.
Noi ne stiamo realizzando uno in scala 4:1
Pulsilogium originale
8 cm
Pulsilogium in scala 4:1
Il terzo strumento che sarà presente alla mostra è l'Orologio a pendolo di Galileo, che sarà
costruito sotto la guida del prof. Roberto Vergara Caffarelli in base agli scritti di Galileo.
Per motivi organizzativi attualmente non abbiamo ancora nessuna foto da mostrare.
La realizzazione dell'orologio secondo le istruzioni dettagliate di Galileo, da lui inviate agli Stati
Generali d'Olanda per risolvere il problema della determinazione della longitudine, non fu mai
portata avanti probabilmente per i problemi tecnici che presentava. Si tratta comunque della
prima idea di orologio a pendolo, che fu poi brevettato da Huygens nel 1656.
Nel percorso della mostra questo orologio offre sia un'ulteriore occasione per mostrare la
genialità e l'originalità del grande scienziato sia lo spunto per discutere con il visitatore a
proposito del fenomeno dell'oscillazione e della misura del tempo
Parlo del mio misuratore del tempo, la precisione del quale è tanta e tale, che non solamente ci darà la quantità
esatta delle ore e minuti primi e secondi ed anco terzi, se la frequenza loro fusse da noi numerabile; e la giustezza
è tale, che fabbricati due, quattro o sei di tali strumenti, cammineranno tra di loro tanto giustamente, che l'uno non
differirà dall'altro, non solamente in un'ora, ma in un giorno nè in un mese di tempo, pure d'una pulsazione di
polso.
tratto dalla lettera di Galileo a Lorenzo Realio [in Amsterdam]
Arcetri, giugno 1637
Claudio Luperini - Dip. di Fisica "E. Fermi" - Università di Pisa