JOHN Frederick William HERSCHEL.
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DISCORSO PRELIMINARE SULLO STUDIO DELLA FILOSOFIA NATURALE.
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Parte 2.
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Traduzione di: Gaetano Demarchi.
1840. G. Pomba e C., TORINO.
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Trascrizione elettronica rivista e resa disponibile dalla
           Fondazione Ezio Galiano onlus
               http:\\www.galiano.it
      ad esclusivo uso dei privi della vista.
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Testo curato da: Catia Righi e Ruggero Volpes per il "Progetto Manuzio", iniziativa dell'Associazione Culturale "Liber Liber".
Aperto a chiunque voglia collaborare, realizza la pubblicazione e la diffusione gratuita di opere letterarie in formato elettronico.
Ulteriori informazioni sul sito: http://www.liberliber.it/
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Indice di questa parte.
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PARTE SECONDA CAPITOLO 7.
Dei gradi superiori di generalizzazione induttiva, e della formazione e verificazione delle teorie.
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PARTE TERZA: DELLA SUDDIVISIONE DELLA FISICA IN PARTI DISTINTE, E DELLE LORO RELAZIONI VICENDEVOLI.
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CAPITOLO 1.
Dei fenomeni della forza e della costituzione dei corpi naturali.
Pneumatica.
Idrostatica.
Natura dei solidi in generale.
Cristallografia.
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CAPITOLO 2.
Della comunicazione del moto a traverso  corpi. - Del suono e della luce.
Luce e visione.
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CAPITOLO 3.
Dei fenomeni cosmici.
Astronomia e meccanica celeste.
Geologia.
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CAPITOLO 4.
Dell'esame dei costituenti materiali del mondo.
Mineralogia.
Chimica.
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CAPITOLO 5.
Delle forme non ponderabili della materia.
Calore.
Magnetismo ed elettricit
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CAPITOLO 6.
Delle cause del presente rapido avanzamento delle scienze fisiche paragonato coi loro progressi nei tempi passati.
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Note al testo.
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FINE Indice.
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CAPITOLO 7.
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Dei gradi superiori di generalizzazione induttiva, e della formazione e verificazione delle teorie.
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201. Nello stesso modo che le induzioni particolari e le leggi del primo grado di generalit sono ricavate dalla considerazione di fatti individuali, le teorie risultano dalla considerazione di queste leggi e delle cause prossime scoperte nell'operazione previa, riguardate tutte insieme come costituenti una nuova serie di fenomeni, pi creature della ragione che del senso, e ciascuna rappresentante sotto un linguaggio generale un numero immenso di fatti particolari. Nel trarre adunque queste pi alte induzioni, un pi vasto campo  aperto all'esercizio della pura ragione, che nel lento brancolare in cerca dei nostri primi risultamenti. La mente  pi sgombra dalla materia e si muove, per cos dire, nel suo elemento. Ci che ora le  posto dinanzi, lo vede pi intimamente e meno per mezzo dei sensi, o almeno non lo vede nello stesso modo come quando attualmente lavorava sugli oggetti immediati del senso. Ma non si debbe credere per questo che nella formazione di teorie siamo abbandonati allo sfrenato esercizio dell'immaginazione, o liberi di stabilire principii arbitrari o di supporre l'esistenza di mere cause imaginarie. La libert di specolazione che possediamo nei dominii della teoria non  come la sbrigliata licenza dello schiavo che ha deposte le catene, ma piuttosto come quella dell'uomo libero che ha imparato a comandare a se stesso nella scuola di una giusta subordinazione. Gli oggetti finali che rintracciamo nelle pi sublimi teorie sono gli stessi che quelli delle pi basse induzioni; e i mezzi per cui ci  dato con maggior certezza di arrivarvi hanno una stretta analogia con quelli che abbiamo impiegato con felice successo nei casi inferiori.
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202. L'oggetto immediato che ci proponiamo nelle teorie fisiche  l'analisi di fenomeni, e la conoscenza delle segrete operazioni della natura nel produrli, per quanto esser possono da noi rintracciate. Una porzione importante di questa conoscenza consiste nella scoperta dell'attuale struttura o meccanismo dell'universo e delle sue parti, per cui e da cui queste operazioni sono eseguite; e in quella degli agenti che in esse sono impiegati. Ma il meccanismo della natura  per la maggior parte di una proporzione o troppo vasta o troppo piccola, perch sia immediatamente conoscibile per mezzo dei nostri sensi; ed i suoi agenti sfuggono parimente un'osservazione diretta, e ci si fanno conoscere soltanto dai loro effetti. Indarno adunque bramiamo di essere testimoni delle operazioni eseguite con questi mezzi, e di essere ammessi nei segreti penetrali e nelle officine in cui sono mandate ad effetto. Si sono costrutti microscopii che ingrandiscono pi di mille volte in dimensione lineare, di modo che il pi picciolo granellino visibile di sabbia pu essere ingrossato all'apparenza di uno che sia mille milioni di volte pi voluminoso; tuttavia la sola impressione che riceviamo nel vederlo attraverso un tanto magnificatore si  questa che ci richiama alla mente qualche vasto frammento di rupe, mentre la struttura intima, da cui dipendono il suo colore, la sua durezza e le sue propriet chimiche, se ne rimane tuttavia nascosta; cosicch non pare nemmeno che con un simile scrutinio ci siamo menomamente avvicinati ad una pi stretta analisi.
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203. Da un altro lato, il meccanismo del gran sistema di cui il nostro pianeta fa parte, sfugge ad un'immediata osservazione per l'immensit delle sue proporzioni, e per la lentezza delle sue evoluzioni medesime. Il movimento dell'indice dei minuti in un oriuolo si pu appena scorgere da chi non vi faccia una particolare attenzione, e quello dell'indice delle ore non  visibile. Ma che cosa sono questi esempi in quanto all'idea di lentezza che producono nelle nostre menti, quando sono paragonati con un movimento di rotazione che impiega un anno intero, o dodici, o trenta od ottanta anni per compiersi, come accade pei pianeti nelle loro rivoluzioni intorno al sole? Tuttavia non s tosto veniamo a riflettere sulle dimensioni lineari di questi orbi (che pure non vediamo, n possiamo misurare se non con un'operazione lunga, indiretta e difficile) siamo colpiti d'ammirazione dalla rapidit di quegli stessi movimenti che prima sembravano cos tardi(54). Il movimento degli aspi dei mulini a vento ne offre un'illustrazione in miniatura. Da lontano la rotazione sembra lenta e costante, ma quando stiamo vicini ad uno degli aspi, siamo sorpresi della rapidit con cui nel girare ci passa d'accanto.
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204. Gli agenti impiegati dalla natura per agire sulle strutture materiali sono invisibili e non possono essere riconosciuti se non dagli effetti che producono. Il calorico dilata la materia con una forza irresistibile; ma che cosa sia il calorico  tuttora un problema, Una corrente di elettricit che passa lungo un filo metallico muove un ago magnetizzato ad una distanza; ma tolto questo effetto, non vediamo differenza tra la condizione del filo quando conduce e quando non conduce la corrente; e noi applichiamo questo vocabolo all'elettricit, non per altra ragione se non perch in alcuna delle sue relazioni ci rammenta di qualche cosa che abbiamo osservato nelle correnti dell'aria o dell'acqua. Parimente vediamo che la luna gira intorno alla terra; e perch la crediamo essere una massa solida, e non abbiamo mai veduta alcuna sostanza solida rivolgersi intorno ad un'altra che sia in nostro potere di toccare e di esaminare, salvo sia trattenuta da una forza o unita da un vincolo, noi conchiudiamo che vi esiste una forza ed un modo di connessione fra la luna e la terra; quantunque non concepiamo quale possa essere questo modo, n possiamo imaginarci come una tal forza possa essere esercitata da lontano a traverso di uno spazio voto, o al pi, d'un fluido invisibile (V. Paragrafo 148),
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205. Ci non pertanto non dobbiamo disperare, poich veggiamo regolari e bei risultamenti ottenuti nelle opere umane, con mezzi che nessuno, a primo aspetto, crederebbe poter aver che fare con essi. Un foglio di carta bianca  posto su di una forma e spinto innanzi, e dopo di aver girato successivamente sotto e sopra una mezza dozzina di cilindri, e fatte molte altre strane evoluzioni, vien fuori stampato dalle due parti. E la causa attrice in quest'operazione non  altra infine che poca acqua riscaldata in una caldaia di ferro, lontano dal luogo in cui si eseguisce. Ma perch l'acqua cos riscaldata divenga capace di produrre l'energia attiva che mette in moto tutto l'apparecchio  cosa che rimane e rimarr probabilmente lunga pezza un segreto per noi.
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206. Questo non impedisce tuttavia menomamente che abbiamo una perfettissima idea di tutta l'operazione susseguente. Noi potremmo frequentare stamperie e formarci una teoria della stampa, ed essendo risaliti sino al punto in cui l'azione meccanica ha cominciato (la caldaia della macchina a vapore) e, verificandola col ridurre ne' suoi pezzi e rimettere insieme tutta la serie di ruote e di ordigni, e con un esame teorico di tutti i modi di trasferire il movimento da una parte all'altra, pronunzieremmo finalmente buona la nostra teoria, dichiarando d'intendere perfettamente la stampa. Anzi potremmo pure uscire di l ed applicare i principii del meccanismo imparato in questa investigazione ad altri oggetti del tutto diversi, costruire altre macchine e metterle in moto con la stessa potenza motrice, e tutto questo senza giungere ad alcuna idea esatta intorno alla sorgente finale della forza impiegata. Ma se fossimo inclinati a teorizzare pi oltre, lo potremmo; ed  facile l'imaginarsi come due teorici potrebbero fare ipotesi assai diverse sull'origine della potenza che alternativamente alza ed abbassa lo stantuffo della macchina. Uno, per esempio, potrebbe affermare che la caldaia (il cui contenuto, supporremo, che nessuno dei due abbia potuto esaminare)  la tana di qualche potente animale sconosciuto, e non mancherebbe di plausibili analogie nel calore, nell'alimento e nell'acqua, nel romore del soffio, nel fumo, e soprattutto nella potenza meccanica esercitata. Egli direbbe (non senza un'apparenza di ragione), che dove si vede un effetto positivo e maraviglioso, e molti forti analogie, siccome i materiali consumati e tutti i soliti segni di vita mantenuti, non dobbiamo negare l'esistenza della vita animale, perch non conosciamo alcun animale che si pasca di un simile alimento. Anzi potrebbe osservare con verit che questo attualmente consta d'ingredienti chimici che costituiscono il cibo principale di tutti gli animali ecc., mentre da un'altra parte il suo confratello teorico, il quale avesse veduto un barlume di fuoco, e scoperto i suoni peculiari della ebullizione, potrebbe acquistare una miglior idea della cosa, e formare una teoria pi consona col fatto.
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207. Ora nulla  pi comune in fisica che il vedere due od anche pi teorie mantenute intorno all'origine di un fenomeno naturale. Nel caso del calorico stesso, per esempio, uno lo considera come un fluido materiale realmente esistente, di una tale estrema sottigliezza da poter penetrare in tutti i corpi, ed anche da esser capace di combinarsi con essi chimicamente: mentre un altro lo tiene per un semplice movimento rapido, vibratorio o rotatorio, nelle particelle ultime dei corpi riscaldati; e produce una concatenazione di raziocinio meccanico singolarmente ingegnoso per dimostrare che in questa dottrina non vi ha nulla di contraddittorio ai sani pincipii dinamici. Lo stesse accade della luce: uno la considera come consistente in particelle attuali dardeggiate da corpi luminosi, e nel progresso loro sottoposte all'azione di forze di un'estrema intensit, residenti nelle sostanze che vengono a colpire; un altro la fa dipendere dal movimento vibratorio delle particelle di corpi luminosi comunicate ad un mezzo etereo peculiarmente sottile ed altamente elastico, che riempie tutto lo spazio, e portate per suo mezzo ai nostri occhi, come i suoni alle orecchie, per mezzo delle ondulazioni dell'aria.
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208. Dobbiamo noi dunque essere scoraggiati dal far ipotesi e costruire teorie, perch incontriamo di questi dilemmi e ci troviamo frequentemente aver superato i limiti delle nostre forze? No certamente. Est quodam prodire tenus, si non datur ultra. Le ipotesi, per rispetto alle teorie, sono quello che le presunte cause prossime sono per rispetto alle induzioni particolari; ci danno motivi per iscrutare le analogie, e ragioni di chiamare dinanzi a noi tutti i casi che vi possono aver relazione, per essere esaminati. Un'ipotesi bene imaginata, se sar stata suggerita da una giusta considerazione induttiva di leggi generali, ci metter almeno in grado di andare un passo pi in l, generalizzando, e di riunire insieme parecchie di queste leggi sotto un'espressione pi universale. Ma questo  un farsi un'idea assai limitata del pregio e dell'importanza delle ipotesi; pu accadere (ed  accaduto nel caso della dottrina ondulatoria della luce) che un tale peso di analogia e di probabilit si accumuli da un lato di un'ipotesi che siamo costretti di ammettere una di due cose, o ch'essa  l'espressione attuale di ci che realmente passa nella natura, o che la realt, qualunque essa sia, debbe trovarsi su di una paralella a lei cos vicina da ammettere qualche modo di espressione comune ad entrambe, almeno in quanto interessa i fenomeni attualmente conosciuti. Ma questo  un grandissimo passo, non solamente per se stesso siccome conducente ad un punto pi elevato nella specolazione filosofica, ma per le sue applicazioni; poich tutte le conclusioni che dedurremo da una ipotesi di questa fatta, avranno almeno una forte presunzione in loro favore; e potremo cos essere indotti a fare molti curiosi sperimenti, e ad imaginare molte cose utili ed importanti, cui non avremmo altrimenti mai pensato, e che in ogni caso se saranno verificate in pratica, diverranno vere addizioni al nostro capitale di sapere ed alle arti della vita.
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209. Nel formare una teoria che dia un'idea razionale di un fenomeno della natura, dobbiamo prima di tutto considerare gli agenti dai quali dipende, o le cause cui pensiamo che si possa ultimamente riferire. Questi agenti non sono da assumersi arbitrariamente; essi debbono essere tali che vi siano buone ragioni induttive di crederli esistenti in natura, ed aventi una parte in fenomeni analoghi a quelli che intendiamo di spiegare; ovvero tali da potersene con segni non equivoci dimostrare la presenza nel caso attuale. Insomma hanno da essere verae causae, le quali non solamente possiamo dimostrare che esistono ed agiscono, ma le cui leggi d'azione possiamo derivare indipendentemente, per induzione diretta, da sperimenti espressamente intrapresi; o per riguardo alle quali possiamo almeno fare tali supposizioni che non siano contrarie alla nostra sperienza, e che saranno da verificarsi dalla coincidenza delle conclusioni che ne dedurremo, coi fatti. Per esempio, nella teoria della gravitazione noi supponiamo un agente - cio la forza o la potenza meccanica, - che operi su di un corpo materiale qualunque posto in presenza di qualunque altro; e che li spinga vicendevolmente l'uno verso dell'altro. Questa  una vera causa, poich i gravi (cio tutti i corpi, quali pi, quali meno) tendono alla terra o tentano di arrivarvi, e richieggono l'uso della forza per frenare questa tendenza o per tenerli sospesi. Ora ci che si oppone alla forza e la neutralizza  la forza. Ed un piombino che quando si lascia liberamente sospeso pende sempre perpendicolarmente, si trova pendere evidentemente da un lato della perpendicolare quando v'ha nelle vicinanze una montagna considerevole; provando con ci ch'esso va soggetto ad una forza che lo tragge verso la montagna. Inoltre, poich egli  un fatto che la luna gira intorno alla terra, essa debb'esser tratta da una forza verso di questa; giacch se non vi fosse una forza che agisse sopra di lei, essa procederebbe in una linea retta senza volgersi da una parte per circolare in un'orbita, e perci presto sparirebbe e sarebbe perduta nello spazio. Questa forza adunque che noi chiamiamo forza di gravit,  una causa reale.
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210. S'hanno quindi a considerare le leggi che regolano l'azione di questi nostri agenti primari; ed a queste possiamo solamente giungere in tre maniere: 1o col raziocinino induttivo; cio esaminando tutti i casi nei quali sappiamo che sono esercitate, argomentandone, per quanto le circostanze lo permetteranno, l'ammontare o l'intensit in ogni caso particolare, e poscia radunando insieme, per cos dire, queste disiecta membra, generalizzando da esse, e cos pervenendo sino alle leggi desiderate; 2o col formare a un tratto un'ardita ipotesi, particolareggiando la legge, e mettendone la verit alla prova col seguirne le conseguenze; e paragonandole coi fatti; o 3o con un'operazione partecipante di entrambe, e che combini i vantaggi di tutte e due senza i loro difetti, cio assumendo bens le leggi che vogliamo scoprire, ma cos generalmente espresse da inchiudere una variet illimitata di leggi particolari; - seguitando le conseguenze di questa supposizione, con l'applicazione di quei principii generali che il caso ammette; - paragonandole successivamente con tutti i casi particolari venuti a nostra cognizione; e finalmente, su questo paragone, modificando e ristringendo l'enunziazione generale delle nostre leggi in modo da far concordare i risultamenti.
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211. Tutti questi tre metodi tendenti alla scoperta di quelle leggi generali elementari sulle quali le maggiori teorie sono fondate, sono applicabili con diversi vantaggi in diverse circostanze. Potremmo illustrare la loro successiva applicazione col caso della gravitazione; ma siccome questo menerebbe ad una disquisizione troppo particolare per gli oggetti di questo discorso, e ci porterebbe tropp'oltre, nelle matematiche tecniche, ci contenteremo di osservare, che l'ultimo metodo che si  menzionato  quello che i matematici (specialmente quelli che posseggono bene quei modi generali di rappresentare le quantit e di ragionarvi sopra, che costituiscono l'analisi pi sublime) trovano essere pi generalmente applicabile e pi efficace; e ch'esso si applica con ispeziale vantaggio nei casi nei quali le induzioni subordinate, descritte nel precedente paragrafo, hanno gi condotto a leggi di una certa generalit ammettenti un'espressione matematica. Un caso di questa natura sarebbe, per esempio, il movimento elittico di un pianeta, che  una proposizione generale inchiudente l'espressione di un numero infinito di luoghi particolari, nei quali le leggi del suo movimento richieggono che una volta o l'altra si trovi, e per cui, necessariamente, la legge di forza vuol essere assunta in modo da renderne ragione.
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212. Quanto al primo dei tre sopra mentovati metodi, esso  in fatto un'induzione del genere descritto nel Paragrafo 185; e tutte le osservazioni che col abbiamo fatte su quel genere d'induzione, se gli applicano ancora di presente. La partenza diretta da una particolare ipotesi  stata talvolta con felice successo praticata. Possiamo citare per esempi le teorie dell'elettricit e del magnetismo di Coulomb e Poisson, nelle quali, fenomeni di una natura assai complicata ed importante sono riferiti alle azioni delle forze attrattiva e repulsiva, seguenti una legge simile nella sua espressione alla legge della gravitazione. Ma la difficolt e la fatica che nelle pi grandi teorie sempre accompagnano il rintracciamento di una legge fondamentale nelle sue remote conseguenze, impediscono efficacemente che si ricorra in casi ordinari a questo metodo come a mezzo di scoperta, salvo che per analogia o altrimenti abbiamo qualche buona ragione di credere che il tentativo sar felice, o siamo gi stati condotti da induzioni parziali a leggi particolari che naturalmente lo indichino come soggetto di prova.
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213. In questo caso la legge assume tutti i caratteri di un fenomeno generale, risultante da una induzione di fatti particolari, ma non ancora verificato da un paragone con tutti cotesti particolari, n esteso a tutto ci che  capace d'inchiudere (Paragrafo 171). Ella  la verificazione di queste induzioni che costituisce la teoria nel suo pi ampio senso, e che abbraccia un'estimazione dell'influenza di tutte quelle circostanze che possono modificare l'effetto delle cause alle cui leggi d'azione siamo giunti e che vorremmo verificare. Tornando al nostro esempio: induzioni particolari tratte dai movimenti dei vari pianeti intorno al sole, e dei satelliti intorno ai loro primari ecc., avendoci condotti al concepimento generale di una forza attrattiva esercitata da ciascuna particella di materia nell'universo sopra tutte le altre, secondo la legge cui diamo il nome di gravitazione; quando vorremo verificare quest'induzione, dovremo partire dal supporre questa legge come vera, considerando tutto il sistema come soggetto alla sua influenza ed implicitamente ad essa obbediente, con nulla che ne impedisca l'azione; allora per la prima volta noi vediamo una concatenazione di cause modificanti che non ci si erano presentate quando ragionavamo dai particolari all'ins per ottenere la legge fondamentale; noi vediamo che tutti i pianeti debbono attirarsi l'un l'altro, e debbono perci trarsi vicendevolmente fuori delle orbite che avrebbero se fossero solamente attratti dal sole: e siccome questo non fu mai contemplato nell'operazione induttiva, la sua validit diviene una questione che potr essere soltanto determinata coll'accertare precisamente quanta deviazione questa nuova classe di azioni mutue sar per produrre. Il far questo non  cosa facile, anzi  la cosa pi difficile che il genio dell'uomo abbia sin qui eseguita: tuttavia  stata eseguita con la semplice applicazione delle leggi generali della dinamica; e il risultato (indubitatamente bellissimo e soddisfacente nel massimo grado)  che tutte quelle deviazioni osservate nei movimenti del nostro sistema, che si riguardavano come eccezioni (Paragrafo l54) od erano notate quai fenomeni-residui e riservate per ulteriori investigazioni (Paragrafo 158), in quell'imperfetta idea del soggetto che acquistammo nell'operazione subordinata, per cui ci siamo innalzati alla nostra conclusione generale, sono chiarite essere conseguenze immediate delle mutue azioni suddette. Come tali, non sono n eccezioni n fatti residui, ma compimenti di regole generali e circostanze essenziali nell'enunciazione del caso, senza delle quali la nostra induzione sarebbe invalida e la legge di gravitazione positivamente falsa.
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214. Nella teoria della gravitazione, la legge  tutta in tutto, applicandosi a un tempo ai materiali e direttamente producendo il risultato. Ma in molti altri casi dobbiamo considerare non solamente le leggi che regolano le azioni delle nostre cause finali, ma un sistema di meccanismo, o struttura di parti, per l'intervento dalle quali i loro effetti ci divengono sensibili. Cos nella dilicata e curiosa teoria elettro-dinamica di Ampre, l'attrazione e la ripulsione mutua di due magneti  riferita ad un fenomeno pi universale, cio all'azione mutua delle correnti elettriche, secondo una certa legge fondamentale. Ma per inchiudere il caso di una magnete dentro i limiti di questa legge, egli  obbligato di fare una supposizione di una struttura o di un meccanismo peculiare che costituisce un corpo magnete, cio, che intorno a ciascuna particella del corpo vada sempre circolando, in una certa direzione indicata, una piccola corrente di fluido elettrico.
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215. Si dir che questo  troppo complesso: che  artificiale e non pu essere conceduto: ma se l'ammessione di questa, o di qualunque altra struttura dieci volte pi artificiale e complicata, far che altri possa presentare in un punto di vista generale un gran numero di fatti particolari, - farli parte di un sistema, e porci in grado di ragionare dal cognito allo incognito, ed attualmente predir fatti prima dello sperimento, - noi domanderemo perch non dovr esser concessa? Quando esaminiamo quei saggi dell'opera della natura che possiamo ridurre a pezzi ed intendere, noi li troviamo al pi alto grado artifiziali nel pretto senso della parola. Prendasi, per esempio, la struttura di un occhio, o dello scheletro di un animale, - che complessit e che artifizio! Nell'uno un muscolo pellucido, una lente formata con superficie elittiche; un'apertura circolare capace di aggrandimento o di contrazione senza perdita di forma. Nell'altro un'ossatura di curiosissimo congegnamento, in cui non occorre una sola linea retta, n alcuna curva geometrica conosciuta, e tuttavia ogni cosa evidentemente sistematica e costrutta con regole che sfidano le nostre indagini. Oppure si esamini un minerale cristallizzato, che possiamo sino a un certo punto dissecare, e cos ottenere una cognizione diretta di una struttura interna. Qui non mancano n artifizio, n complicazione; e quantunque  facile il dire che queste apparenze sono infine prodotte da qualche cosa che sarebbe semplicissima purch la conoscessimo, egli  evidente che lo stesso potrebbe dirsi di una macchina a vapore la quale eseguisca i movimenti pi complicati, prima che si sia fatta alcuna investigazione della sua natura, o si abbia conoscenza alcuna della sorgente del suo potere.
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216. Tuttavia nell'estimare il pregio di una teoria, non dobbiamo riguardare, da principio, alla questione s'essa stabilisca o no in modo soddisfacente un processo o un meccanismo particolare; poich di questo, in ogni caso, non possiamo mai ottenere se non quella prova indiretta che consiste nel suo menare agli stessi risultamenti. Ci che nel presente stato della scienza  assai pi importante per noi di sapere,  se la nostra teoria rappresenti veramente tutti i fatti e inchiuda tutte le leggi cui menano l'induzione e l'osservazione. Una teoria che facesse questo darebbe senza dubbio largo campo a stabilire qualunque ipotesi di meccanismo o di struttura che ne potesse far una parte essenziale; ma ci  assai lungi dall'accadere, fuorch in pochi casi limitati; e finch non accade, il dar troppa importanza ad ipotesi di questo genere, salvo in quanto servono come di ponte per l'erezione di leggi generali, egli  lo stesso che "prendere il ponte per l'edifizio". Riguardate da questo lato, le ipotesi sono spesso di un uso eminente, ed una facilit a crearle, se  accompagnata da una facilit eguale ad abbandonarle quando hanno prestato l'opera loro,  una delle pi belle qualit che un filosofo possa possedere; mentre da un altro canto un pregiudicato attaccamento tanto ad esse, quanto ad opinioni peculiari d'ogni genere, opposte al tenore dei fatti quali si mostrano,  la peste d'ogni filosofia.
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217. Non v'ha dubbio tuttavia che il metodo pi sicuro, quando pu essere seguito,  di sollevarsi per mezzo d'induzioni proseguite fra le leggi, come fra i fatti, di legge in legge, osservando, mentre procediamo, come quelle leggi che abbiamo riguardate quali sconnesse divengano casi particolari l'una dell'altra, o tutte di una pi generale ancora, e finalmente cadano intieramente in quel punto di vista, dal quale impariamo a riguardarle. Un esempio illustrer il nostro intendimento.  una legge generale che tutti i corpi caldi mandano fuori o radiano calorico in tutte le direzioni (con la qual cosa non intendiamo di dire che il calorico sia una sostanza attuale che spicchi dai corpi caldi, ma solamente che le leggi della trasmissione del calorico ad oggetti lontani sono somiglianti a quelle che regolerebbero la distribuzione di particelle lanciate in ogni direzione), e che altri corpi freddi posti vicini a quelli divengono caldi, come se ricevessero il calorico radiato a quel modo. Inoltre tutti i corpi solidi che divengono caldi in una parte, conducono o diffondono il calorico da quella parte in tutta la loro sostanza. Qui abbiamo due modi di comunicare il calorico, - per radiazione e per conduzione, che hanno entrambi le loro peculiari e probabilmente diversissime leggi. Avviciniamo adesso un corpo caldo ed un altro freddo (della medesima sostanza), s che per gradi sempre pi si vadano accostando; - mentre si avvicinano, il calorico sar comunicato dal caldo al freddo per le leggi della radiazione; e dalla parte pi vicina alla pi lontana del freddo, mentre gradatamente si riscalda, per quelle della conduzione. Si diminuisca la loro distanza finch leggermente si tocchino. Come passer ora il calorico dall'uno all'altro? senza dubbio per radiazione; perocch si pu provare che in questo contatto v'ha ancora un intervallo. Siano poscia spinti a forza l'uno contro l'altro, e parr chiaro che adesso la trasmissione seguir per conduzione. Ma il loro intervallo debbe gradatamente diminuire in proporzione che s'aumenta la forza da cui sono premuti insieme, finch veramente diventano coerenti e formano un sol corpo. La legge di continuit di cui abbiamo gi parlato (Paragrafo 199), ci proibisce di supporre che la natura intima dell'operazione di comunicazione sia cangiata in questo passaggio da un leggero ad un violento contatto, e da questo ad una vera unione. Se ci fosse, potremmo domandare a qual punto segua il cambiamento? tanto pi che si pu anche dimostrare che le particelle del corpo pi solido non sono realmente in contatto. Dunque le leggi di conduzione e di radiazione sono mutuamente dipendenti, e quelle sono solamente casi estremi di queste. Pertanto, se vogliamo intendere giustamente quel che passa, o quale sia l'operazione della natura nella lenta comunicazione del calorico a traverso la sostanza di un solido, dobbiamo fondare le nostre ricerche su ci che accade da lontano, e poscia spingere le leggi cui siamo arrivati, sino ai loro casi estremi.
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218. Quando due teorie camminano paralellamente l'una all'altra, e ciascuna di esse spiega un gran numero di fatti in comune coll'altra, qualunque sperimento presenti un caso detto di croce per decidere fra loro, o per cui l'una o l'altra ha da cadere,  di grande importanza. Nel verificare cos le teorie, poich le sono fondate su leggi generali, possiamo invocare non solamente casi particolari, ma classi intere di fatti; epper abbiamo un largo campo fra gl'individui di queste per la scelta di qualche effetto particolare che dovrebbe aver luogo oppositamente nel caso che una delle due supposizioni da verificarsi fosse giusta e l'altra falsa. Un curioso esempio vien dato dal signor Fresnel, come decisivo nella sua mente, della questione fra le due grandi opinioni sulla natura della luce che, dal tempo di Newton e di Huyghens, hanno diviso i filosofi (Vedi Paragrafo 207). Quando due vetri nettissimi sono posti l'uno sopra dell'altro, se non sono perfettamente piani, ma l'uno o entrambi sono convessi o prominenti in un grado quasi impercettibile, si vedranno tra loro di bei colori vivaci; e se questi saranno visti a traverso un vetro rosso, la loro apparenza sar quella di alterne zone oscure e lucide. Le zone si formano fra le due superficie in contatto apparente, siccome  facile il persuadersene adoperando per vetro superiore (invece di una lastra piana), un vetro di forma triangolare chiamato prisma, simile ad un bastone da tre costole, e guardando dal lato suo inclinato pi vicino all'occhio, per cui la luce riflessa dalla superficie superiore non si pu mescolare con quella che proviene dalle facce in contatto. Queste zone colorate cos prodotte possono spiegarsi secondo le due teorie, e sono invocate dall'una e dall'altra come fatti fortemente confermanti; ma vi  una differenza in una circostanza secondo che l'una o l'altra teoria  impiegala a spiegarli. Nel caso della dottrina Huygheniana, gl'intervalli fra le zone chiare dovrebbero comparire assolutamente neri; nell'altro mezzo lucidi, quando sono guardati a traverso un prisma. Questo caso curioso di differenza fu provato tosto che le opposte conseguenze delle due teorie furono notate dal signor Fresnel, e il risultamento  dichiarato da lui decisivo in favore di quella teoria che fa consistere la luce nelle vibrazioni di un mezzo elastico.
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219. La considerazione delle leggi generali fa giungere pi prontamente alle teorie; ma esse sono pi sicuramente verificate col paragonarle con fatti particolari, perch questo serve di verificazione di tutta la serie d'induzioni, dal pi basso al pi alto termine. Ma questo paragone vuol farsi con fatti espressamente scelti, in modo da inchiudere ogni variet di casi, non ommettendo gli estremi, e in numero sufficiente da offrire una sola ragionevole probabilit di scoprire l'errore. Una coincidenza numerica in una conclusione finale, per maravigliosa che sia la coincidenza, o importante il soggetto, non  sufficiente. La teoria del suono di Newton, per esempio, conduce ad un'espressione numerica per la velocit attuale del suono, di poco diversa da quella data dalla teoria corretta poscia spiegata da Lagrangia, e (se si fa astrazione di certe considerazioni da lui non contemplate) concordante col fatto; tuttavia questa coincidenza non  una verificazione del modo di vedere di Newton intorno al soggetto generale del suono, che  difettivo in un punto essenziale, siccome il gran geometra che abbiamo nominato ha provato in una maniera al tutto soddisfacente. Questo esempio basta per ispirare cautela nell'appoggiare la verificazione di teorie sopra tutt'altro che un paragone assai esteso con una gran massa di fatti osservati.
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220. Ma per altra parte quando una teoria sopporta la prova di un paragone cos esteso, poco importa come sia stata originariamente formata. Per istrani e, a primo tratto, inammessibili che possano apparire i suoi postulati, o per singolare che sembri la scelta di essi, - purch ci conducano, con legittimi raziocini, a conclusioni esattamente concordi con numerose osservazioni fatte a bella posta in una tale variet di circostanze da abbracciare tutta la serie dei fenomeni che la teoria intende di spiegare, non possiamo ricusare di ammetterli; o se esitiamo ancora a tenerli per verit dimostrate, non possiamo almeno negare di riceverli come sostituti temporari di quelle verit finch'esse non siano conosciute. Se bastano per ispiegare tutti i fenomeni conosciuti, sar assai improbabile che non ne spieghino degli altri; e se tutte le loro conclusioni che abbiamo provate apparvero corrette,  probabile che altre, non provate ancora, saranno pure trovate tali; cosicch nel rigettarli intieramente noi rigetteremmo tutte le scoperte alle quali possono condurre.
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221. In tutte le teorie che professano di spiegare le operazioni della natura nella produzione di una classe di fenomeni, col riferirle a leggi generali, ed all'azione di cause anch'esse generali, per una serie di circostanze modificanti; prima che possiamo applicare queste leggi o rintracciare l'azione di queste cause in un caso proposto, si richiede che le circostanze siano conosciute; si debbono aver dati per fondarvi la loro applicazione. Ma questo non si pu imparare se non coll'osservazione; e potr parere che uno si aggiri in un circolo vizioso ricorrendo all'osservazione per una parte qualunque di quelle conclusioni teoretiche, dal paragone delle quali col fatto la teoria stessa ha da essere provata. La considerazione di un esempio ci far vincere questa difficolt. La legge pi generale che si sia scoperta in chimica  questa, che tutte le sostanze elementari della natura non possono entrare in combinazione tra s se non in proporzioni determinate o definite dal peso, e non arbitrariamente; di modo che due sostanze sono poste insieme coll'intenzione di unirle, se i loro pesi non sono in certe determinate proporzioni, una combinazione compiuta non pu seguire, ma qualche parte dell'uno o dell'altro ingrediente sopravanzer non combinata. Supponiamo ora che abbiamo una sostanza avente tutti i caratteri esteriori di un corpo omogeneo o non misto, ma che, analizzandola, troviamo consistere di zolfo e di piombo nella proporzione di 20 parti del primo e di 130 del secondo ingrediente; e che vogliamo conoscere se questo caso debba riguardarsi come una verificazione della legge delle proporzioni definite, ovvero come un'eccezione: la questione si riduce a questo, - se la proporzione di 20 a 130 sia o no quella proporzione fissa e definita (od una di esse se vi saranno pi proporzioni possibili), nella quale, secondo la legge di cui si tratta, lo zolfo ed il piombo si possono combinare; cosa che non si potr mai decidere col solo guardare alla legge in tutta la sua generalit. Egli  chiaro che quando sar particolarizzata, restringendo la sua espressione allo zolfo ed al piombo, la legge dovr enunciare quali siano quelle particolari proporzioni determinate nelle quali questi corpi si possono combinare. Vale a dire, ci debbono essere certi dati o numeri, dai quali essi sono distinti dagli altri corpi nella natura, e che richieggono di essere conosciuti prima che possiamo applicare la legge generale al caso particolare. Per determinare questi dati si vuole aver ricorso all'osservazione; e se dovessimo rivolgerci a quella della combinazione delle due sostanze medesime l'una coll'altra, senza dubbio ci sarebbe luogo all'obbiezione logica di un circolo vizioso: ma ci non accade; la determinazione di questi dati numerici  ricavata da sperimenti espressamente fatti sopra una gran quantit di diverse combinazioni, fra le quali non occorre di necessit quella che si sta considerando; e tutte queste trovandosi, indipendentemente l'una dall'altra, d'accordo nel dare i medesimi risultati, vengono perci con sicurezza considerate come parte del sistema. Quindi la legge delle proporzioni definite, quando  applicata all'attuale stato della natura, richiede due diverse espressioni, l'una che annunzi la legge generale di combinazione, l'altra che particolareggi i numeri appropriati a diversi elementi che compongono i corpi naturali, ovvero i dati della natura. Fra i quali dati, se saranno disposti in una tavola, si trover accanto all'elemento zolfo il numero 16, ed accanto al piombo il 104(55); e siccome il 20 sta al 130 nell'esatta proporzione del l6 al 104, ne viene che la combinazione di cui si parla, presenta una verificazione soddisfacente della legge.
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222. La grand'importanza di dati fisici di questa specie, e il vantaggio di averli ben determinati, sar ovvia, se consideriamo che una tavola di essi unita con la legge generale offre i mezzi di determinare a un tratto l'esatta proporzione degl'ingredienti di tutti i composti naturali, solo che conosciamo il posto che occupano nel sistema. In chimica il numero di elementi riconosciuti  tra i cinquanta e i sessanta, e nuovi vi si aggiungono col progredire della scienza. Ora al momento che il numero corrispondente ad una nuova sostanza aggiunta alla tavola  determinato, noi abbiamo in fatto accertato tutte le proporzioni nelle quali pu entrare in combinazioni con tutte le altre, dimodoch un accurato sperimento fatto col disegno di determinare questo numero, viene ad essere equivalente ad altrettanti diversi sperimenti quante sono le combinazioni binarie, ternarie, od anche pi complicate, capaci d'esistere, nelle quali la nuova sostanza pu entrare come ingrediente.
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223. Non si pu mai abbastanza insistere sull'importanza di ottenere dati fisici esatti, poich senza di essi le pi elaborate teorie sono poco pi che mere forme inapplicabili di parole. Astrattamente, sarebbe di poca conseguenza l'essere informato che il sole e i pianeti si attraggono vicendevolmente, con forze proporzionate alle loro masse, ed inversamente come i quadrati delle loro distanze: ma tostoch conosciamo i dati del nostro sistema, tostoch abbiamo un'accurata espressione (non monta in quale modo sia acquistata) delle distanze, delle masse e dei movimenti attuali dei vari corpi che lo compongono, non ci occorre altro perch possiamo predire tutti i movimenti delle sue varie parti, e i cambiamenti che vi accadranno per migliaia d'anni avvenire, ed estendere eziandio il nostro sguardo nei tempi addietro, e trar fuori dal passato fenomeni che niuna osservazione ha notato, che nessuna storia ricorda, e che tuttavia  possibile che abbiano impresse tracce indelebili della loro esistenza nel loro influire sullo stato della natura nel nostro globo, e in quelli degli altri pianeti.
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224. La prova poi che i nostri dati sono corretti,  connessa con la verificazione generale di tutta la teoria, della quale, quando sono finalmente ricevuti, formano parte: e lo stesso paragone coll'osservazione che ci fa giudicare della verit del principio astratto, fa che, nello stesso tempo, possiamo assicurarci se abbiamo determinato il valore dei nostri dati giusta il vero stato della natura. Se ci non fosse, diviene allora importante il vedere se i valori dati possono essere corretti, in modo da ridurre i risultamenti della teoria a concordare coi fatti. Cos accade che pi le teorie si avvicinano alla loro perfezione, si viene a richiedere una sempre pi esatta determinazione di dati. Le deviazioni dai fatti osservati, che, in una prima od approssimativa verificazione, possono essere trascurate come leggerissime, divengono importanti quando si  giunto ad un alto grado di precisione. Una differenza fra i luoghi calcolati ed osservati di un pianeta, che sarebbe stata negletta da Keplero nella sua verificazione della legge del moto elittico, sarebbe adesso riguardata come fatale alla teoria della gravit, salvo che si potesse dimostrare esser nata da un'espressione erronea di alcuno dei dati numerici del nostro sistema.
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255. Le osservazioni pi appropriate ad una pronta ed esatta determinazione di dati fisici sono pertanto quelle che  pi necessario di fare con esattezza e perseveranza. Quindi avviene che in molti casi il modo di farle merita la sollecitudine delle nazioni, e che osservatorii sono eretti e mantenuti, spedizioni mandate a lontane regioni, con una spesa che, ad uno sguardo superficiale, sembrerebbe affatto sproporzionata al loro oggetto. Ma si pu ragionevolmente domandare perch la diretta assistenza prestata dai governi all'esecuzione di continuate serie di osservazioni adattate a questo fine speciale seguano ad essere, come per lo passato, quasi esclusivamente limitate all'astronomia.
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226. I dati fisici che si vogliono impiegare come elementi di calcolo in estese teorie, richiedono di essere conosciuti con un molto maggior grado di esattezza che non possiede un'osservazione isolata, non solamente per la loro dignit ed importanza, siccome quelli che offrono i mezzi di rappresentare una moltitudine indefinita di fatti, ma perch nella diversit di combinazioni che possono accadere, ovvero nei cambiamenti che le circostanze possono provare, occorreranno casi nei quali ogni menomo errore in uno dei dati pu ingrandirsi enormemente nel risultato finale che si avr a paragonare coll'osservazione. Cos nel caso di un ecclisse del sole, quando la luna entra assai obbliquamente sul disco solare, un picciolissimo errore nel diametro s del sole che della luna pu produrne uno grande nel tempo in cui il principio dell'ecclisse sar annunziato. Egli  da osservarsi che, fra tutte le altre, queste sono le congiunture in cui le osservazioni sono pi preziose per la determinazione di dati; imperciocch, per la stessa regola che un picciolo cangiamento nei dati ne produrr, in simili casi, uno grande nella cosa che si vuole osservare; cos viceversa qualunque errore moderato, commesso in un'osservazione intrapresa per accertarne il valore, non ne produrr se non uno leggerissimo nel calcolo inverso per cui i dati vengono ad essere determinati per osservazione. Questo si applica ad ogni specie di dati fisici in ogni parte di scienza, e non  mai da dimenticarsi quando l'oggetto cui si tende  la determinazione di dati coll'ultimo grado di precisione.
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227. Ma, si domander, come mai potremo noi assicurarci coll'osservazione che i dati siano pi precisi dell'osservazione medesima? Come mai determineremo il valore di ci che non vediamo, con maggior certezza che quello delle quantit che attualmente vediamo e misuriamo? Egli  il numero delle osservazioni applicabili alla determinazione di dati che ci mette in grado di far questo. Qualunque errore si commetta in una sola determinazione, egli  grandemente improbabile che sia costantemente ripetuto nello stesso modo, cosicch quando veniamo a prender la media di un gran numero di determinazioni (salvo ci sia qualche causa costante che faccia piegare pi da una parte che dall'altra), non si pu a meno di ottener finalmente una vicinissima approssimazione alla verit; ma anche supponendo una tendenza da una parte si verr assai spesso pi presso al vero di quello che si possa aspettare da una sola osservazione, soggetta all'effetto della stessa tendenza.
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228. Quest'utile e pregevole propriet che ha la media di moltissime osservazioni, di portarci pi vicino al vero che non si possa sperare da una sola osservazione, fa ch'essa sia il pi costante ripiego in tutte le investigazioni fisiche nelle quali si desidera accuratezza. Ed  sorprendente il vedere che rapido effetto abbia una moderata moltiplicazione di osservazioni individuali nell'appianare gli ondeggiamenti e nel far scomparire le deviazioni.  difficile di trovare un miglior esempio che l'altezza media del mercurio nel barometro comune, che misura la pressione dell'aria, e le cui variazioni sono da tutti conosciute. Tuttavia, se l'osserviamo regolarmente ogni giorno, e se alla fine di ciascun mese prendiamo la media delle altezze osservate, troveremo le variazioni diminuite in modo sorprendente nel loro ammontare; e se proseguiamo per tutto un anno, o per molti anni di seguito, le medie annuali si troveranno concordare con esattezza ancor maggiore. Questa facolt delle medie di appianare e far sparire tutte le variazioni irregolari od accidentali, frequentemente fa che otteniamo la prova di altre variazioni veramente regolari, periodiche nel loro ritorno, e di tanto pi minute delle accidentali nel loro ammontare, che senza questo modo di procedere non sarebbero mai divenute apparenti. Quindi se l'altezza del barometro sar osservata costantemente quattro volte al giorno, per pochi mesi, e se si prenderanno le medie, si vedr che un ondeggiamento regolare giornaliero ha luogo ad un picciolissimo grado, e che il mercurio sale e si abbassa due volte nelle ventiquattr'ore. Con queste osservazioni avviene che possiamo accertare - ci di cui nessuna misura unica (tranne il caso di una fortunata coincidenza) ci potrebbe dare un'idea, n mai alcuna certa conoscenza, - il vero livello del mare a qualunque parte del lido, o l'altezza cui l'acqua dell'Oceano si fermerebbe se fosse perfettamente lasciato tranquillo dai venti, dalle onde e dalle maree: soggetto di grandissima importanza, e su cui sarebbe grandemente da desiderarsi che avessimo una lunga serie di osservazioni, fatte in moltissimi punti delle coste dei continenti e delle isole principali di tutto il globo.
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229. In tutti i casi nei quali vi  una diretta e semplice relazione fra il fenomeno osservato ed un solo dato dal quale dipende, ciascuna osservazione dar un valore di questa quantit, e la media di tutti (sotto certe restrizioni) ne sar il valore esatto. Diciamo, sotto certe restrizioni; poich se le circostanze nelle quali le osservazioni sono fatte non sono simili, non saranno tutte egualmente favorevoli all'esattezza, e si farebbe torto alle pi opportune confondendole colle altre. In casi simili a questi, come pure in quelli in cui i dati sono numerosi ed intricati, in modo da non ammettere una sola e separata determinazione (cosa che continuamente accade), ci tocca di entrare in assai dilicate e spesso intricatissime considerazioni intorno alla probabile accuratezza dei nostri risultamenti, o dei limiti di errore entro i quali  probabile che siano contenuti. Nel far questo siamo obbligati ad aver ricorso ad una parte raffinata e curiosa d'investigazioni matematiche, chiamata dottrina delle probabilit, l'oggetto della quale (come il suo nome dimostra)  di ridurre a calcolo la nostra estimazione della probabilit di qualunque conclusione, per poter acquistare una maggior cognizione del grado di confidenza che in essa dobbiamo riporre.
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230. Per dare una qualche idea generale delle considerazioni che questi computi involvono, imaginiamoci una persona che tiri con una pistola ad una cialda applicata ad un muro lontano dieci braccia. In generale potremmo tener per certo che al primo colpo essa dar nel muro e non nella cialda; ma se volessimo formare una congettura in qualche grado probabile della vicinanza al segno alla quale sar per giungere, dovremmo aver prima qualche cognizione della sua abilit. Nessun miglior mezzo di giudicarne potrebbe essere trovato che quello di lasciarlo tirare cento volte e di segnare i luoghi che le palle colpiscono. Supponiamo che questo sia fatto, - supponiamo che la cialda sia stata colpita una o due volte, che un certo numero di palle colpirono il muro non pi lungi di un'oncia da quelle, un altro numero tra due e tre oncie e cos via via finch se ne incontrano una o due a qualche piede di distanza del segno. Si domander ora qual estimazione della sua abilit dovremo noi trarre da questo? A che punto di vicinanza potremo noi, dopo questo sperimento, scommettere con fondamento che sia per giungere nel prossimo colpo? Con questi dati le leggi della probabilit ci mettono in grado di argomentarlo. Supponiamo ancora che, prima di poter misurare le distanze, la cialda fosse rimossa dal suo luogo, e che dai soli segni delle palle sul muro dovessimo dire dove quella fosse a principio collocata; egli  chiaro che nessun raziocinio ce lo potrebbe far dire con certezza; e tuttavia vi  sicuramente un luogo che, a preferenza di ogni altro, possiamo additare con maggior probabilit di dar nel segno. Questo  un caso affatto somigliante a quello di un osservatore - per esempio un astronomo - il quale volesse determinare il luogo esatto di un corpo celeste. Egli vi dirizza il suo telescopio ed ottiene una serie di risultamenti discordi fra loro, ma tuttavia tutti cadenti dentro a certi limiti, tranne un numero comparativamente piccolo che si scosta considerevolmente dalla media; e da questi si richiede ch'egli conchiuda definitivamente quale sia il luogo pi probabile ch'egli crede fosse occupato dalla stella a quel momento. Lo stesso accade nel calcolo dei dati fisici. Dove non vi sono due risultati esattamente d'accordo, e dove tutti si contengono dentro limiti pi o meno estesi, che cosa ci ha da guidare allorch vogliamo deliberare sulle conclusioni da trarsi? Egli  evidente che qualunque sistema di calcolo il quale si pu dimostrare dover condurre di necessit alla conclusione pi probabile, l dove non si pu aver certezza, debbe esser un sistema prezioso. Tuttavia, siccome questa dottrina  una delle pi difficili e pi dilicate nelle applicazioni delle matematiche alla filosofia naturale, questa breve menzione che ne abbiamo fatto baster pel presente.
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231. Nelle precedenti pagine abbiamo procurato di spiegare lo spirito dei metodi, ai quali, dopo il risorgimento della filosofia, la scienza naturale  stata debitrice dei grandi e splendidi progressi che ha fatto. Ci che abbiamo sin qui ardentemente desiderato d'imprimere nella mente degli studiosi si , che la filosofia naturale  essenzialmente unita in tutte le sue parti, nelle quali tutte regna un solo spirito, ed ha luogo un solo metodo d'investigazione. Essa non pu tuttavia essere studiata come una sola scienza, ma debb'essere suddivisa; epper nel rimanente di questo discorso volgeremo uno sguardo compendioso sui progressi che si sono fatti nelle diverse parti nelle quali si pu utilmente suddividere, e procureremo di dare un'idea generale della natura di ciascuna e delle sue relazioni colle altre. Nel far questo, avremo frequentemente un'opportunit di accennare l'influenza di quei principii generali che abbiamo per l'addietro tentato di spiegare sul progresso delle scoperte. Ma questo non faremo se non in quanto i casi si presenteranno, senza entrare in un'analisi regolare della storia di ciascuna parte. Un'analisi di questa fatta sarebbe in vero un'opera utilissima, ma essa eccederebbe i limiti che ci siamo prefissi. Non siamo tuttavia senza speranza che questo lavoro, il quale manca ancora alla scienza, sar fra breve intrapreso da tale che  atto in ogni modo a portarlo a buon compimento.
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PARTE TERZA.
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DELLA SUDDIVISIONE DELLA FISICA IN PARTI DISTINTE, E DELLE LORO RELAZIONI VICENDEVOLI.
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CAPITOLO 1.
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Dei fenomeni della forza e della costituzione dei corpi naturali.
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232. La Storia Naturale pu essere considerata sotto due diversi aspetti: 1o come collezione di fatti e di oggetti presentati dalla natura, dall'esame dei quali e dalla cui analisi e combinazione acquistiamo ogni conoscenza, cui per noi si possa arrivare, sia dell'ordine della natura, sia degli agenti che impiega per produrre i suoi fini, dal che tutte le scienze hanno necessariamente la loro origine; 2o come una riunione di fenomeni da spiegarsi; di effetti da dedursi dalle cause; e di materiali posti nelle nostre mani per l'applicazione dei nostri principii ad oggetti utili. La storia naturale adunque, considerata nell'uno o nell'altro di questi modi, viene ad essere o il principio o il fine della scienza fisica. Siccome ci offre in una massa confusa ed intrecciata gli elementi di tutto il nostro sapere, a noi tocca di svilupparli, di disporli e di presentarli in un ordine separato e distinto: e a questo fine siamo chiamati a risolvere l'importante ma complicato problema, - dato l'effetto, o una riunione di effetti, trovare le cause. I principii sui quali quest'investigazione si appoggia sono quelli che costituiscono la relazione di causa e di effetto, siccome esiste per rispetto alle nostre menti; le cui regole e il cui modo di applicazione si tent di delineare nelle precedenti pagine, quantunque assai meno minutamente di quello che l'importanza intrinseca del soggetto, tanto dal lato logico quanto da quello della pratica, avrebbe richiesto. Rimane ora che si riuniscano in un compendioso ragguaglio i risultamenti dell'esame generale della natura, sin dove fu proseguito per la scoperta degli agenti naturali e del modo con cui agiscono.
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233. Il primo grand'agente che l'analisi dei fenomeni naturali offre alla nostra considerazione, pi frequentemente e in modo pi prominente di ogni altro,  la forza. I suoi effetti sono, o - 1o d'impedire l'esercizio di una forza contraria, e con ci di mantenere l'equilibrio; o - 2o di produrre movimento nella materia.
354. La materia o, qualunque sia, ci di che sono composti tutti gli oggetti nella natura che si manifestano direttamente ai nostri sensi, ci offre due qualit generali che a primo tratto sembrano essere in contraddizione tra loro - l'attivit e l'inerzia. La sua attivit  provata dal suo potere di spontaneamente mettere altra materia in moto, di obbedire ella stessa al loro mutuo impulso, e di muoversi sotto l'influenza della sua propria o di una forza straniera; - e l'inerzia, dal ricusare di muoversi se non v' obbligata da una forza esternamente impressa, o mutuamente esercitata tra essa ed altra materia, e dal persistere nel suo stato di movimento o di riposo se non  impedita da qualche causa esterna. Tuttavia in realt questa contraddizione  soltanto apparente. La forza essendo la causa, ed il movimento l'effetto prodotto da quella sulla materia, il dire che la materia  inerte od ha inerzia, come si chiama,  lo stesso che dire che la causa  esausta nel produrre il suo effetto, e che la stessa causa non pu (senza essere rinnovata) raddoppiare o triplicare il suo proprio effetto. Sotto questo aspetto l'equilibrio pu essere considerato come una produzione continua di due effetti opposti, l'uno dei quali distrugge ad ogni istante ci che l'altro ha operato.
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235. Bench questo possa apparire troppo metafisico, egli  certo che questa differenza di effetti d origine a due gran divisioni della scienza della forza, che sono comunemente conosciute coi nomi di STATICA e di DINAMICA; il secondo dei quali, che  generale, ed  stato gi da noi impiegato nel suo senso pi esteso, viene ordinariamente ristretto alla dottrina del movimento, in quanto che  prodotto o modificato dalla forza. Ciascuna di queste gran divisioni si dirama in distinte suddivisioni, secondo che consideriamo l'equilibrio o il movimento della materia nei tre distinti stati nei quali ci si presenta nella natura, cio il solido, il liquido e l'aeriforme, ai quali si dovrebbe forse aggiungere il viscoso, come stato intermediario fra quello della solidit e della fluidezza, la considerazione del quale, quantunque assai oscura e difficile, offre, per varie ragioni, un alto grado d'interesse.
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236. I principii delle divisioni statica e dinamica della meccanica sono stati definitivamente fissati da Newton sopra una base di sana induzione: e siccome sono perfettamente generali, e si applicano a tutti i casi, essi sono idonei, come si  gi osservato, a sciogliere ogni problema che possa occorrere nei metodi deduttivi, coi quali si debbano spiegare fenomeni o calcolare effetti. Quindi essi inchiudono ogni questione che possa nascere relativamente al moto ed al riposo delle pi picciole particelle di materia, come delle pi vaste masse. Ma il modo di argomentare da questi principii generali differisce materialmente, secondo che li consideriamo come applicati a masse di materia di dimensioni sensibili, o alle molecole eccessivamente minute e forse indivisibili di cui queste masse sono composte. Le investigazioni che si riferiscono al secondo soggetto sono assai intricate, siccome quelle che necessariamente inchiudono la considerazione delle ipotesi che si possono formare intorno all'intima costituzione delle varie sorta di corpi qui sopra enumerate.
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237. Per altra parte, quelle che riguardano l'equilibrio e i movimenti di masse sensibili di materia sono fortunatamente tali da poter essere condotte senza che si richiegga di partire da una particolare ipotesi di struttura. Quindi ragionando sull'applicazione di forza ad una massa solida, noi supponiamo le sue parti indissolubilmente e inalterabilmente connesse: e non importa con qual vincolo, purch questa condizione sia adempiuta che un punto della massa non possa esser mosso senza mettere tutto il resto in movimento, dimodoch la situazione relativa delle parti tra loro non sia cangiata. Questa  l'idea astratta di un solido che il meccanico impiega nei suoi raziocini. E le loro conclusioni necessariamente non si applicheranno ai corpi naturali, se non in quanto si conformeranno a questa definizione. Tuttavia, strettamente parlando, non vi  corpo che assolutamente vi si conformi. Non si conosce sostanza, le cui parti non cedano assolutamente fra loro; ma la misura del loro cedere  cos eccessivamente piccola, da potersi dimostrare che nella maggior parte dei casi non pu avere alcun'influenza sui risultati; mentre in quelli in cui influisce, si pu sempre instituire una speciale investigazione del suo ammontare. Questo fa nascere due suddivisioni dell'applicazione dei raziocini meccanici alle masse solide. L'una che si riferisce alle azioni di forze sopra corpi flessibili od elastici, l'altra che riguarda gl'inflessibili o rigidi, comprendendo nella seconda specie tutti quelli la cui resistenza al piegare o al frangersi  cos grande da permettere che si faccia uso del linguaggio e delle idee del caso estremo, senza timore di cadere in errore materiale.
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238. Parimente quando ragioniamo intorno all'azione di forze su di una massa fluida, tutto ci che abbiamo bisogno di presupporre  che tutte le sue parti siano liberamente movibili fra loro. Se poi, oltre a questo, vogliamo riguardare un fluido come sostanza che non si pu comprimere, e dedurre conclusioni da questa supposizione, esse non saranno valevoli se non in quanto tali fluidi esisteranno nella natura. Ma rigorosamente parlando non ve n' alcuno; sebbene in pratica, nel maggior numero dei casi, la loro resistenza alla compressione  cos grande che il risultamento del raziocinio fondato su questa supposizione non viene ad essere sensibilmente viziato. Quanto  ai casi rimanenti, gli stessi principii generali ci pongono in istato di entrare in una investigazione speciale diretta a questo punto: quindi nasce la divisione dei fluidi nel linguaggio meccanico, in comprimibili e non comprimibili, questi non essendo altro che il caso estremo o il limite dei primi.
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239. Siccome tuttavia qui non proponiamo altro se non di considerare quale sia l'attuale costituzione della natura, noi riguarderemo tutti i corpi, quali sono realmente, pi o meno flessibili e cedenti. Sappiamo di certo che lo spazio apparentemente occupato da un corpo materiale non  intieramente da lui riempiuto; perch non ve n'ha alcuno il quale con l'applicazione di una forza sufficiente non possa essere compresso o ridotto in un pi picciolo spazio, e che, o in tutto, come l'aria e i liquidi, o in parte, come il maggior numero dei solidi, non riprenda le sue prime dimensioni quando la forza  rimossa. Nel caso dell'aria, questa condensazione pu essere spinta quasi a qualunque grado; e non solamente una massa d'aria cos condensata riprende compiutamente il suo primo volume, quando la pressione  rimossa, ma se quella pressione ordinaria sotto la quale esiste alla superficie della terra (e che proviene dal peso dell'atmosfera) sar pure tolta da una macchina pneumatica, si dilater ulteriormente senza limiti per quanto ci consta dagli esperimenti. Quindi siamo menati a conchiudere che le particelle dell'aria sono mutuamente elastiche ed hanno una tendenza ad allontanarsi l'una dall'altra, cosa che non pu essere impedita se non dalla forza, ed  perci ella stessa una forza del genere repulsivo. Ci non di meno siccome l'aria  pesante, e siccome la gravitazione  una propriet universale della materia, non vi  dubbio che questa tendenza repulsiva debbe avere un limite, e che vi  una distanza alla quale, se le particelle dell'aria vi potessero essere allontanate l'una dall'altra, la loro mutua repulsione cesserebbe, e vi sottentrerebbe un'attrazione. Questo limite  probabilmente posto ad una grandissima altezza dalla superficie della terra, oltre la quale, di necessit, la sua atmosfera non si pu estendere.
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240. Ci che possiamo solamente conchiudere con questo od altro simile raziocinio intorno all'aria, lo veggiamo distintamente nei liquidi. Essi si possono tutti, bench in picciol grado, comprimere, e tutti riprendono compiutamente le loro prime dimensioni quando cessa la pressione; ma non possono essere dilatati (con mezzi meccanici), e non hanno tendenza, mentre rimangono liquidi, ad allargarsi oltre ad un certo limite; epper assumono una superficie determinata mentre sono in riposo, e le loro parti resistono attualmente con una forza considerevole ad una separazione ulteriore, cagionando cos il fenomeno della coesione dei liquidi.
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241. Tanto nell'aria quanto nei liquidi sussiste tuttavia la pi perfetta libert di movimento delle parti tra loro, cosa che non potrebbe accadere se non fossero separate e indipendenti l'una dall'altra. Da questo, combinato con le precedenti considerazioni,  stato conchiuso ch'esse veramente non si toccano, ma sono tenute divise a distanze determinate l'una dall'altra dall'azione costante delle due forze di attrazione e di repulsione, che si suppongono bilanciarsi ed opporsi l'una all'altra nelle distanze ordinarie delle particelle, ma prevalere alternativamente secondoch sono violentemente spinte insieme o allontanate.
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242. Nei solidi la cosa sta tuttavia altramente. Il libero movimento mutuo delle loro parti inter se  potentemente impedito, ed in alcuni quasi annientato. In alcuni, un lento e gradato cambiamento di figura pu esser prodotto, sino ad una grand'estensione, col premerli o col batterli, come per esempio succede nei metalli, nell'argilla, nel burro ecc.; in altri, la frattura  la conseguenza di qualunque tentativo fatto per cambiare con violenza la loro figura oltre uno strettissimo limite. Nei solidi pertanto egli  evidente che la considerazione della loro struttura intima ha una grandissima influenza nel modificare i risultali generali dell'azione di quelle forze attrattive e repulsive colle quali si d ragione dei fenomeni che presentano; tuttavia i fatti generali che le loro parti sono coerenti con una certa energia, e che resistono ad ogni rimovimento od intrusione per parte di altri corpi, sono bastanti a dimostrare almeno l'esistenza di tali forze, qualunque oscurit nasconda il loro modo di agire.
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243. Questa divisione di corpi in arie, liquidi, e solidi, d origine a tre diverse parti di scienza meccanica, in ciascuna delle quali i principii generali dell'equilibrio e del moto hanno il loro peculiar modo di applicazione. Esse sono la pneumatica, l'idrostatica, e ci che non impropriamente potrebbe chiamarsi stereostatica.
Pneumatica
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244. La pneumatica riguarda l'equilibrio o i movimenti dei fluidi aerei sotto tutte le circostanze di pressione, di densit e di elasticit. Il peso dell'aria e la sua pressione su tutti i corpi alla superficie della terra erano affatto ignoti agli antichi, e furono per la prima volta riconosciuti da Galileo, nella circostanza che in una tromba l'acqua non poteva innalzarsi al di l di una certa altezza. Prima d'allora si era sempre supposto che l'acqua s'innalzasse in un tubo per succhiamento, in conseguenza di un certo naturale abborrimento di un vacuo, che obbligava l'acqua ad entrare per tenere il luogo dell'aria succhiata via. Ma se un tale abborrimento esistesse ed avesse la forza di una causa attiva che potesse spingere l'acqua in un tubo per un solo piede, non vi sarebbe nessuna ragione per cui lo stesso principio non la portasse ad un'altezza di due, tre o qualunque numero di piedi; nessuna perch dovesse subitamente fermarsi ad una certa altezza, o ricusare di salire pi in su per violento che fosse il succio, anzi tornare indietro se spinta espressamente tropp'alto.
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245. Galileo tuttavia a principio si content della conclusione, che il naturale abborrimento del vacuo non era forte abbastanza per sostenere l'acqua a pi di trentadue piedi(56) al di sopra del suo livello; e sebbene la vera causa del fenomeno gli si affacci finalmente nella pressione dell'aria sulla superficie generale, essa non fu dimostrata in modo soddisfacente finch il suo allievo Torricelli non concep la felice idea d'instituire uno sperimento in picciolo, facendo uso di un liquido molto pi pesante, - il mercurio invece dell'acqua, - ed in luogo di succiar via l'aria dalla parte superiore, impiegando il metodo assai pi efficace di riempiere di mercurio un lungo tubo di vetro e capovolgendolo in un vaso contenente una quantit dello stesso metallo. Si vide tosto allora, come per un esempio manifesto, che il mantenersi del mercurio nel tubo (che non  altra cosa se non il barometro comune), era l'effetto di una causa esterna perfettamente definita, mentre le sue variazioni di giorno in giorno, secondo il variare dell'atmosfera, fortemente corroboravano l'idea che fossero cagionate dalla pressione dell'aria esterna sulla superficie del mercurio nel vaso.
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246. La scoperta di Torricelli fu tuttavia a principio assai male intesa ed anche contrastata, finch la questione fu finalmente decisa da uno sperimento del genere detto di croce nel linguaggio di Bacone, uno dei primi, se non il primissimo, ricordato nella fisica e per cui andiamo debitori al celebre Pascal. La sua sagacit vide che se il peso dell'aria  la causa diretta dell'elevazione del mercurio, esso debbe essere misurato dall'ammontare di questa elevazione, e per conseguenza che portando un barometro su di un'alta montagna, e cos ascendendo nell'atmosfera superiore ad una gran parte dell'aria premente, tanto la pressione, quanto l'altezza della colonna da essa sostenuta, debbono diminuirsi. Che se per altra parte il fenomeno fosse dovuto alla causa originariamente assegnata, nessuna differenza dovrebbe seguire, sia che l'osservazione si facesse su di una montagna o si facesse in pianura. Forse l'effetto decisivo dello sperimento ch'egli fece instituire a quest'oggetto sul Puy-de-Dme, alta montagna dell'Alvernia, mentre convinse tutti della verit della conclusione di Torricelli, fu cagione che, pi potentemente di ogni altra cosa operata prima nella scienza, si confermasse nelle menti degli uomini quella disposizione alla verificazione sperimentale che non si era ancora pienamente radicata.
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247. Immediatamente dopo questa scoperta venne quella della macchina pneumatica fatta da Ottone Von Guericke di Magdeburgo, il quale pare che avesse per iscopo di decidere la questione, se il vacuo potesse o no esistere, procurando di farne uno. L'imperfezione del suo meccanismo lo pose soltanto in grado di diminuire l'aria contenuta ne' suoi recipienti, ma non di votarli intieramente; ma i curiosi effetti prodotti da un vacuo anche parziale prontamente eccit l'attenzione altrui ed indusse il nostro illustre concittadino Roberto Boyle a proseguire quegli sperimenti che nelle sue mani e in quelle di Hauksbee, Hooke, Mariotte ed altri, termin in una conoscenza soddisfacente della legge generale dell'equilibrio dell'aria sotto l'influenza di maggiori o minori pressioni: queste scoperte sono poscia state estese a tutte le diverse qualit di fluidi aerei che la chimica ha mostrato esistere e mantenere il loro stato aeriforme sotto una pressione artificiale; non meno che a quelli che possono esser prodotti da liquidi ridotti ad uno stato di vapore dal calorico, finch durano in questo stato.
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248. La maniera in cui la legge osservata dell'equilibrio di un fluido elastico, come l'aria, pu essere considerata aver origine nella mutua repulsione delle sue particelle,  stata investigata da Newton, e l'enunciazione stessa della legge come  annunziata da Mariotte "che la densit dell'aria, o la quantit che ne  contenuta nello stesso spazio, , caeteris paribus, proporzionale alla pressione che sostiene",  recentemente stata verificata entro limiti assai estesi con uno sperimento diretto da una commissione della Reale Accademia di Parigi. Questa legge contiene il principio di soluzione di ogni questione dinamica che possa occorrere relativamente all'equilibrio di fluidi elastici, ed  perci da riguardarsi come uno dei pi alti assiomi nella scienza pneumatologica.
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Idrostatica
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249. I principii dell'equilibrio dei liquidi (intendendo sotto questa parola quei fluidi che, sebbene pienamente liberi, non tentano di dilatarsi oltre ad un certo punto) sono ad un tempo pochi e semplici. I primi passi verso la loro conoscenza furono fatti da Archimede il quale stabil il fatto generale, che un solido immerso in un liquido perde una porzione del suo peso eguale a quello del liquido che rimuove. Dopo questo pare sorprendente che non si sia tosto conchiuso che il peso cos supposto perduto trova solamente una resistenza nella pressione del liquido all'ins, e che perci una porzione di un liquido qualunque, circondata da tutte le parti da un liquido della stessa natura gravita realmente col suo peso nel mantenere il suo posto. Tuttavia il pregiudizio che "i liquidi non gravitano nel loro luogo naturale" si mantenne vivo, e fu soltanto distrutto insieme con la massa di errori e di assurdit, che l'introduzione di una filosofia razionale e sperimentale per opera di Galileo ha fatto sparire.
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250. La legge idrostatica della pressione eguale dei liquidi in tutte le direzioni, colla sua serie di curiose ed importanti conseguenze,  una conclusione immediata tratta dalla perfetta mobilit delle loro parti tra di esse, per cui ciascuna tende ad allontanarsi da una pressione eccessiva da un lato, e cos viene a premere sul rimanente, e a distribuire la pressione alle sue vicine. In questa forma fu dichiarata da Newton, e fu uno dei pi utili e fecondi principii di raziocinio fisico-matematico sull'equilibrio delle masse fluide, siccome quello che somministra i mezzi di rintracciare l'azione di una forza applicata a qualunque punto di un liquido per tutta la sua estensione. Essa si applica pure, senza alcuna modificazione, ai fluidi espansivi come ai liquidi; e nelle applicazioni della geometria a questo soggetto, ci dispensa da minute ed intricate investigazioni intorno al modo in cui le particelle individuali operano l'una sull'altra.
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251. Sotto un aspetto pratico, questa legge  notevole per la diretta sua applicazione ad oggetti utili. La distribuzione immediata e perfetta di una pressione applicata su di una parte qualunque, per picciola che sia, di una superficie fluida per tutta la massa, ci mette in grado di comunicare in un medesimo istante la stessa pressione a qualunque numero di tali parti, col solo accrescere la superficie del fluido, il che pu farsi allargando il recipiente; e se questo sar costrutto in modo che una larga porzione della sua superficie sia movibile insieme, le pressioni su tutte le parti simili di questa porzione si uniranno in una sola forza consenziente, la quale potr essere accresciuta a qualunque grado, a nostro talento. Il torchio o strettoio idraulico inventato da Bramah (o piuttosto messo in uso da lui giusta l'invenzione assai pi antica di Stevin)  costrutto su questo principio. Una picciola quantit d'acqua  spinta con una pressione sufficiente in un vaso gi pieno e munito di una superficie movibile o di uno stantuffo di gran dimensione. In tale stato di cose qualche parte deve cedere; la gran superficie dello stantuffo accumula in s la pressione ad un grado che nulla pu resistere alla sua violenza. Cos si sradicano piante; si estraggono palafitte dalla terra; stoffe di lana e di cotone sono compresse nei pi portabili volumi; e lo stesso fieno pel servizio militare vien ridotto a tanto ristrignimento da poter essere facilmente e in gran copia caricato sulle navi da trasporto.
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252. I liquidi differiscono dai fluidi aeriformi per la loro coesione che pu riguardarsi come una specie di avvicinamento ad uno stato solido, e per tale fu tenuta da Bacone (Paragrafo 193). E per verit v' poco da dubitare che gli stati solido, liquido e aeriforme dei corpi siano meramente gradazioni in un progresso di transizione graduale da un estremo all'altro; e che sebbene le distinzioni fra loro appaiano fortemente segnate, non si troveranno in fine separati da nessuna linea subita e violenta di divisione, ma si confonderanno l'uno coll'altro per gradi insensibili. I recenti sperimenti del barone Cagnard de la Tour possono essere riguardati come un primo passo verso la piena dimostrazione di questo (Paragrafo 199). Ma la coesione dei liquidi non , come quella dei solidi, cos modificata dalla loro struttura sott'altri riguardi, da distruggere la mobilit delle loro parti fra di esse (salvo in quei casi di maggiore avvicinamento allo stato solido che si scorgono nei liquidi viscosi o gommosi). Al contrario le due qualit coesistono e sono cagione di molti curiosi ed intricati fenomeni.
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253. Uno dei pi notevoli di questi  l'attrazione capillare, o capillarit, come  qualche volta chiamata. Tutti hanno osservato l'adesione dell'acqua al vetro. L'elevazione della superficie generale del liquido dove  in contatto col recipiente; la forma di una gocciola sospesa alla parte inferiore di un solido; sono esempi di attrazione capillare. Se un picciol tubo di vetro con un pertugio sottile come un capello sar immerso nell'acqua, questa si vedr innalzarsi in esso ad una certa altezza e prendere una superficie concava alla sua estremit superiore. L'attrazione del vetro sull'acqua, e la coesione delle parti dell'acqua tra loro, sono senza dubbio le cause unite di quest'effetto curioso; ma il modo di azione  ad un tempo oscuro e complesso: e quantunque le ricerche di Laplace e di Young vi abbiano sparso una gran luce, un'investigazione ulteriore pare necessaria prima che possiamo dire d'intenderlo distintamente.
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254. Siccome la capillarit e la coesione delle parti dei liquidi mostrano ch'essi posseggono il potere di mutua attrazione, cos la loro elasticit dimostra che posseggono pur anche quello della repulsione, quando sono per forza portate pi vicino del loro stato naturale. Dal picciolissimo grado al quale la compressione dei liquidi pu essere spinta da una forza qualunque che s'impieghi, se si paragona con quella dell'aria, dobbiamo conchiudere che questa repulsione  molto pi energica in quelli che in questa, ma che  pure contrastata da una pi potente forza di attrazione. La resistenza dei liquidi alla compressione  infatti tanto pi potente, che solevano essere riguardati come incompressibili; opinione corroborata da un celebre sperimento fatto a Firenze nel quale, si disse, che l'acqua fu schizzata fuori pei pori di una palla d'oro. Pi recenti sperienze di Canton e poscia di Perkins, Orsted e di altri hanno tuttavia dimostrato il contrario e determinato l'ammontare della compressione.
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255. La considerazione dei movimenti dei fluidi, tanto liquidi quanto espansivi,  infinitamente pi complicata che quella del loro equilibrio. Quando i loro movimenti sono tardi,  ragionevole il supporre che la legge dell'uniforme distribuzione della pressione ha luogo; ma nei rapidissimi cambiamenti di posto delle loro parti tra di esse, non  facile il vedere come possa compiersi questa uniforme distribuzione, e v'hanno alcuni fenomeni che sembrano indicare una conclusione contraria.
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256. Indipendentemente da questo, vi sono difficolt di una natura quasi insuperabile alla regolare applicazione deduttiva dei principii generali della meccanica a questo soggetto, le quali nascono dall'eccessiva intricatezza delle pure ricerche matematiche cui la sua investigazione conduce. Newton fu quello che diede l'esempio di un primo tentativo di trarre conclusioni relativamente al moto delle masse fluide da raziocini diretti ricavati da principii dinamici, e cos pose il fondamento dell'idrodinamica; ma si fu soltanto al tempo di D'Alembert che il metodo di ridurre una questione qualunque relativa ai movimenti dei fluidi sotto l'azione di forze ad una stretta investigazione matematica, pot dirsi essere compiutamente inteso. Ma anche adesso i casi in cui questo modo di trattare tali questioni pu essere applicato con piena soddisfazione, sono pochi in confronto di quelli nei quali il metodo sperimentale di ricerca, siccome si  gi osservato (Paragrafo 189),  preferibile. Tale, per esempio,  quello della resistenza di fluidi a corpi per mezzo ad essi moventi: la cui conoscenza  di grand'importanza nell'architettura navale e nell'artiglieria, dove la resistenza dell'aria agisce in un grado enorme. Tali sono pure, fra i soggetti pratici che principalmente dipendono da questa parte di scienza, l'uso delle vele nella navigazione; la costruzione di mulini a vento e di ruote da acqua; la trasmessione dell'acqua per via di tubi e di canali; la costruzione di darsene, o di porti ecc.
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Natura dei solidi in generale
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257. La costituzione intima dei solidi , assai probabilmente, complicatissima, e non pu dirsi da noi molto conosciuta. Da alcuni recenti e delicati sperimenti sulle dimensioni di fili metallici violentemente tesi,  stato dimostrato che sono ad un certo picciolo grado capaci di essere dilatati dalla tensione, come di esser compressi dalla pressione, ma dentro limiti ancora pi ristretti di quelli dei liquidi. D'ordinario quando sono soverchiamente tesi, si rompono e ricusano di riunirsi: o se sono compressi con troppa violenza, assumono una dimensione di contrazione permanente. Cos il legno ritiene l'impronta di un colpo, e i metalli sono renduti pi densi e pi pesanti dal martellarli o farli passare fra cilindri. V' un certo grado di confusione nel linguaggio ordinario intorno alla durezza, all'elasticit ed altre qualit simili dei solidi, che sar opportuno di chiarire. La durezza  quella disposizione di un solido che rende difficile l'alterare la posizione delle sue parti tra loro. L'acciaio  cos pi duro del ferro; e il diamante  quasi infinitamente pi duro che qualunque altra sostanza nella natura; ma la compressibilit dell'acciaio, o il grado sino al quale egli cede ad una data pressione e riprende il suo primo volume, non  molto inferiore a quella del ferro dolce, e la compressibilil del ghiaccio  quasi affatto la stessa che quella dell'acqua.
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258. Noi chiamiamo la gomma indiana un corpo assai elastico e tale ella  certamente; ma in un senso diverso dall'elasticit dell'acciaio. Le sue parti ammettono un gran cambiamento mutuo di posizione senza trasponimento permanente; e in qualunque modo sia contorta, essa riprende facilmente la sua figura, ma con picciola forza. Tuttavia se questa gomma elastica fosse chiusa in uno spazio che riempisse perfettamente, cosicch non fosse possibile alle sue parti di cedere lateralmente, senza dubbio resisterebbe alla compressione con gran violenza. Qui dunque si ha un caso di due specie d'elasticit in una sola sostanza; un pi debole sforzo per riprendere la sua forma quando  stata contorta; ed un altro pi violento per tornare da uno stato di dimensione alterata. Tutti e due procedono tuttavia dalla stessa causa e si riferiscono agli stessi principii; il primo non essendo in fatto altro che una modificazione del secondo, come lo sforzo di una molla di acciaio, quando  piegata, per riprendere la sua prima forma, si riferisce alle medesime forze che danno all'acciaio la durezza e la forza por resistere alla compressione e alla frattura.
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259. V'ha una sodezza(57) nei solidi che  distinta dalla durezza, quantunque sia spesso confusa con questa, ed  quella qualit per cui un solido sopporta gravi colpi senza rompersi, Essa consiste in un tal qual cedere delle parti con una potente coesione generale, ed  compatibile con vari gradi di elasticit. La malleabilit  pure un'altra qualit dei solidi, specialmente dei metalli, affatto distinta dalla sodezza e dipende dal poter essere privali della loro figura senza che facciano sforzo per ricuperarla e senza frattura.
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260. La tenacit  ancora una propriet dei solidi pi direttamente dipendente dalla coesione delle loro parti che la sodezza. Essa consiste nel loro potere di resistere ad una separazione per via di una stiratura continuata, mentre la qualit che abbiamo chiamata sodezza  materialmente messa alla prova dalla disposizione dei solidi a comunicare per entro alla loro sostanza l'effetto scompaginatore di un colpo. Epper la tenacit di un solido  una misura diretta dell'attrazione coesiva delle sue parti, ed  la miglior prova dell'esistenza di questo potere.
Cristallografia
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261. Non  da supporsi che queste e molte altre qualit tangibili, come si possono chiamare, sussistano nei solidi senza un meccanismo corrispondente nella loro interna struttura. Che in essi esista un tal meccanismo, e che questo sia ad un alto grado curioso ed intricato, i fenomeni della cristallografia sufficientemente lo dimostrano. Questa interessante e bella parte della scienza naturale  comparativamente assai moderna. Che molte sostanze naturali sono soggette a prendere certe forme, debb'essere stato conosciuto fin dai tempi pi antichi. Plinio sembra aver conosciuto questo fatto, almeno in alcuni casi, poich descrive le forme del quarzo e del diamante. Ma sino ai tempi di Linneo non sembra che si sia fatta un'attenzione particolare a questo soggetto. Egli osserv tuttavia e descrisse accuratamente le forme cristalline di una quantit di sostanze, e le riguard eziandio come un carattere cos definito dei solidi che le assumono, che venne a supporre ogni particolare forma essere generata da un sale particolare. Rom dell'Isle prosegu ancor pi oltre lo studio delle forme cristalline dei corpi. Egli verific prima il fatto importante della costanza degli angoli ai quali le loro facce s'incontrano, ed osservando inoltre che molti di essi appaiono in pi forme diverse concep tosto l'idea che queste forme fossero riducibili ad una, appropriata in una maniera peculiare a ciascuna sostanza, e modificata da rigorose leggi geometriche. Bergmann, ragionando su di un fatto partecipatogli dal suo allievo Gahn, fece un passo ancor pi grande, e mostr come una specie almeno di cristallo potesse essere formata di sottili lamine disposte in un certo ordine, e seguenti certe regole di soprapponimento. Egli non dedusse tuttavia giuste e generali conclusioni da questa osservazione, la quale correttamente riguardata  il fondamento della pi importante legge della cristallografia, quella cio che connette la forma primitiva con altre forme che si possono presentare dalla medesima sostanza, con una certa relazione determinata. Si pu formare un'idea di ci che s'intende con questa sorta di connessione di una forma con un'altra, considerando una piramide acuta costrutta con pietre cubiche disposte a strati, ciascuno dei quali separatamente sia una tavola quadrata della spessezza di una sola pietra. Questi strati disposti orizzontalmente l'uno sull'altro, e decrescenti regolarmente in larghezza dal piede alla cima, producono una forma piramidale con una superficie scabra e scanalata; e se gli strati saranno cos sottili che le scanalature cessino di essere visibili all'occhio, la piramide apparir liscia e perfetta.
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262. Tosto dopo, e senza sapere che cosa si fosse fatto da Gahne da Bergmann, Hay, istruito dalla rottura accidentale di un bel gruppo di cristalli, fece l'osservazione gi accennata (Paragrafo 67); e ragionandovi sopra con maggior cautela e successo, e seguendola in tutte le sue particolarit, svilupp le leggi generali che regolano il soprapponimento degli strati di particelle, dai quali egli pensa tutti i cristalli essere formati, e da cui, conoscendo le loro forme primitive, si viene a scoprire, prima dell'esperimento, quali altre forme siano capaci di assumere; le quali, secondo quest'idea, sono chiamate forme derivative o secondarie. Mohs ed altri hanno poscia imaginato metodi e sistemi per cui la derivazione di forme l'una dall'altra  facilitata, ed hanno corretto alcuni errori di troppo frettolosa generalizzazione in cui i loro predecessori erano caduti, come pure accrebbero, con una straordinaria diligenza d'indagini, le nostre cognizioni delle forme che le varie sostanze le quali occorrono nella natura e nell'arte attualmente assumono.
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263. In qual maniera una variet in quanto alla forma esterna possa trar origine da una variet di figure nelle particelle finali di cui un solido  composto, si pu facilmente imaginare, considerando che cosa accadrebbe se i mattoni che compongono un edificio avessero tutti una certa pendenza in una direzione fuori della perpendicolare. Supponiamo che ogni mattone, per esempio, quando  posato sulla sua faccia e rivolto nella sua lunghezza da tramontana ad ostro, avesse i suoi lati di levante e di ponente perpendicolari, ma le faccie delle due estremit pendessero verso ostro ad una certa inclinazione eguale in ciascun mattone; una casa costrutta di simili mattoni penderebbe pure nello stesso modo se questi si adattassero perfettamente insieme. Se oltre a questo le faccie di levante o di ponente dei mattoni, invece di essere veramente perpendicolari, inclinassero verso levante, la casa inclinerebbe pure da quella parte, e tutti i quattro angoli invece di essere perpendicolari sarebbero inclinati verso ostro-levante. Suppongasi che invece di una casa si fabbricasse una piramide di simili mattoni obliqui, coi lati della base diretti ai quattro punti cardinali; allora la sua punta, in luogo di essere posta verticalmente al di sopra del centro della base, sarebbe perpendicolare a qualche punto ad ostro-levante del centro, e la piramide stessa avrebbe i suoi lati di ostro e di levante pi inclinati all'orizzonte che non quelli di tramontana e di ponente.
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264. In qualunque modo concepiamo la maniera in cui le particelle di un cristallo sono coerenti e formano masse, egli  quasi impossibile di rimuovere da noi l'idea di una figura determinata comune a tutte. Ogni altra supposizione sarebbe affatto incompatibile con quella esatta somiglianza in tutti gli altri rispetti, che i fenomeni della chimica possono considerarsi aver dimostrata. Tuttavia dobbiamo ricordarci che quest'idea, plausibile come pu apparire,  ancora in qualche grado ipotetica, e che le leggi della cristallografia, come sono determinate da un'osservazione induttiva, sono al tutto indipendenti da qualunque supposizione di questa natura, od anche affatto dall'esistenza di particelle finali od atomi.
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265. Eppure quella peculiare costituzione interna dei corpi solidi, qualunque essa sia, la quale  indicata da ci ch'essi prendono determinate figure, dal loro sfaldarsi pi facilmente in alcune direzioni che in altre, e dal loro presentare superficie lucenti e piane quando sono rotti in frammenti, non pu non avere un'influenza importante su tutte le loro relazioni tanto ad agenti esterni, quanto ai loro movimenti interni e alle mutue azioni delle parti fra loro. Quindi la divisione dei corpi in cristallizzati e non cristallizzati, o cristallizzati imperfettamente,  una della pi universale importanza; e quasi tutti i fenomeni prodotti da quelle cause naturali pi intime che operano entro piccioli confini e, per cos dire, sul meccanismo immediato delle sostanze solide, sono notevolmente modificati dalla loro struttura cristallina. Quindi nei solidi trasparenti, il corso seguito dai raggi della luce nel traversarli, come pure le propriet su di loro impresse in quest'atto, sono intimamente connesse con questa struttura. Gli sperimenti di recente fatti dal signor Savart hanno pure provato che questo ha parimente luogo per riguardo al loro potere di resistenza alla forza esterna, dal quale dipende la loro elasticit. Le sostanze cristallizzate, giusta i risultati di questi sperimenti, resistono alla compressione con diversi gradi di forza elastica, secondo la direzione in cui si tenta di comprimerli; e tutti i fenomeni dipendenti dalla loro elasticit sentono gli effetti di questa causa, specialmente quelli che riguardano i loro movimenti vibratorii e la loro trasmessione del suono.
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266. V' poca ragione di dubitare che modificazioni, in simil modo dipendenti dalla struttura interna de' cristalli, saranno scoperte in ogni parte della fisica. In quella s interessante che riguarda l'azione del calorico nel dilatare le dimensioni delle sostanze, si  gi fatto un primo passo dal professore Mitscherlich. Si sapeva gi da buona pezza che tutte le sostanze sono dilatate dal calorico, e che nessuna eccezione a questa legge era stata trovata per riguardo al volume del corpo riscaldato. Cos una verga di ferro quando  calda  pi lunga e pi grossa che quando  fredda; e la differenza di dimensione, quantunque in se stessa leggerissima, pu tuttavia esser fatta sensibile, ed  di gran conseguenza nella fabbricazione di macchine. Cos parimente il mercurio in un termometro ordinario occupa un maggiore spazio quando  caldo che quando  freddo; ed essendo ristretto nella bolla di vetro (che pur essa si dilata, ma non tanto in proporzione)  forzato a salire nel tubo. Questi ed altri fatti simili erano conosciuti da lungo tempo; ed accurate misure dell'ammontare totale della dilatazione di una quantit di diversi corpi, sotto simili aumenti di calorico, erano state fatte e registrate in tavole. Ma nessuno aveva avuto sospetto del fatto importante che questa dilatazione nei corpi cristallizzati si opera sotto circostanze totalmente differenti da quelle che s'incontrano nei non cristallizzati. Il signor Mitscherlich ha recentemente dimostrato che queste sostanze si dilatano diversamente in diverse direzioni, ed ha eziandio addotto un caso in cui l'espansione in una direzione  nel fatto accompagnata da contrazione in un'altra. Questo passo, il pi importante senza dubbio che si sia fatto sin qui nella pirometria, non pu tuttavia riguardarsi se non come il primo in una serie d'indagini che occuperanno la prossima generazione, e che promettono una messe abbondante di nuovi fatti, come pure la dilucidazione di alcuni dei punti pi oscuri ed interessanti nella dottrina del calorico.
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267. Da ci che si  detto apparisce chiaramente che se riguardiamo i corpi solidi come collezioni di particelle o atomi trattenuti insieme nei loro posti dall'azione perpetua di forze attrattive e ripulsive, non possiamo supporre che queste forze, almeno nelle sostanze cristallizzate, agiscano egualmente in tutte le direzioni. Quindi sorge l'idea della polarit, di cui vediamo un esempio in grande nell'ago magnetico, ma che, sotto forme modificate, nulla s'impedisce dal concepire che agisca fra gli atomi finali de' corpi solidi od anche fluidi, e produca tutti i fenomeni che presentano nel loro stato cristallizzato, ossia che operino l'uno sull'altro, o sulla luce, sul calorico, ecc. Se diamo libero campo all'imaginazione, non  difficile il concepire come atomi attrattivi e repulsivi, vincolati insieme da qualche ignoto legame, possano formare picciole macchine o particelle composte, che avranno molte delle propriet che noi riferiamo alla polarit; e invero molte ingegnose supposizioni sono state fatte a quest'effetto: ma nel presente stato della scienza egli  certamente pi sicuro il lasciar da parte queste ipotesi, senza tuttavia rigettarle, e il riguardare la polarit della materia come uno dei fenomeni finali, cui l'analisi della natura ci conduce, e di cui spetta a noi d'investigare pienamente le leggi prima che tentiamo di verificarne le cause o di rintracciare il meccanismo da cui  prodotta.
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268. Adunque le mutue attrazioni o repulsioni delle particelle della materia e la loro polarit, sia che si riguardino come propriet originarie, o si considerino come derivative, sono le forze che, operando con grand'energia e dentro a strettissimi limiti, dobbiamo considerare come i principii dai quali l'intima costituzione di tutti i corpi e molte delle loro mutue azioni dipendono. Esse sono quelle di cui s'intende parlare sotto il termine generale di forze molecolari. Taluni tentarono di confondere l'attrazione molecolare con l'attrazione generale di gravit che tutta la materia esercita su tutta la materia: ma quest'idea  confutata da chiarissimi fatti.
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CAPITOLO 2.
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Della comunicazione del moto a traverso i corpi. - Del suono e della luce.
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269. La propagazione del moto per tutte le sostanze, sia effetto di un solo impulso, come un colpo od una spinta, o di un impulso frequentemente e regolarmente ripetuto come un movimento vibratorio, dipende intieramente da queste forze molecolari; ed  da una tale propagazione che il suono e, assai probabilmente, la luce procedono. Per comprendere la maniera in cui un movimento pu esser trasmesso da una parte a un'altra di una sostanza, sia solida o fluida, poniamo mente a ci che accade quando un'onda  fatta scorrere lungo di una cordicella tesa, o sulla superficie di un'acqua tranquilla. Ogni parte della fune o dell'acqua  successivamente mossa dal suo luogo, ed agitata da un movimento simile a quello dell'impulso originario, lasciando il suo posto e ritornandovi, e quando una parte cessa di muoversi la vicina riceve, per cos dire, l'impressione e la trasmette pi oltre. Questa sembrer una operazione lenta e lunga a descriverla; ma quando il suono, per esempio,  trasmesso per via dell'aria, dobbiamo considerare prima di tutto che l'aria, ossia la sostanza attualmente in moto  estremamente leggiera ed  sotto l'impressione di una potentissima elasticit, di modo che la forza che propaga il moto, o per cui le particelle adiacenti agiscono l'una sull'altra e si spingono innanzi,  grandissima, paragonata con la quantit di materiali che pone in movimento: e lo stesso  vero anche in grado maggiore nei liquidi e nei solidi; poich in questi le forze elastiche sono anche pi grandi, in proporzione del peso, che nell'aria.
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270. Gli antichi non erano assolutamente privi di una nozione generale del modo in cui i suoni sono trasmessi per via dell'aria; ma siamo debitori a Newton del primo tentativo di analizzare questa operazione, e di mostrare correttamente ci che accade nella comunicazione del moto di particella in particella. Ragionando sulle propriet dell'aria come corpo elastico, egli mostr che l'effetto di un impulso su qualunque porzione di essa consiste nella condensazione dell'aria immediatamente adiacente nella direzione dell'impulso, la quale reagendo colla sua elasticit, rispinge indietro la porzione che si era inoltrata nel suo posto originario, e nello stesso tempo spinge oltre la porzione che ha innanzi, nella direzione dell'impulso, cosicch ogni particella alternativamente s'avanza e retrocede. Ma nel proseguire quest'idea ne' suoi particolari Newton cadde in alcuni errori che furono indicati da Cramer, sebbene la loro origine non fosse verificata, n il raziocinio corretto, finch l'argomento non fu ripigliato da Lagrangia e da Euler; n questo pu far mettere in dubbio la sagacit del nostro immortale concittadino. La teoria matematica della propagazione del suono e dei movimenti vibratorii e ondulatorii in generale  una delle pi intricate; e a malgrado di tutti gli sforzi fatti dai pi sperimentati geometri, continua ancora a porgere sempre nuove occasioni di ricerche; mentre fenomeni costantemente si presentano, i quali dimostrano quanto siamo lontani dal poter dedurre tutti i particolari, anche di casi comparativamente semplici, con un diretto raziocinio dai primi principii.
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271. Ogni qual volta un impulso qualunque  trasmesso per l'aria alle nostre orecchie, esso produce l'impressione del suono; ma quando questo impulso  in modo regolare ed uniforme ripetuto con una successione assai rapida, ci d l'impressione di una nota musicale, la cui altezza dipende dalla rapidit della successione (Paragrafo 153). Il senso poi dell'armonia dipende dal ricorrere periodico d'impulsi coincidenti all'orecchio, e presenta forse il solo caso di una sensazione, della cui piacevole impressione si pu dare una ragione distinta e intelligibile.
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272. L'acustica dunque, o scienza del suono,  una parte notevolissima della fisica, ed  stata coltivata sin dai tempi pi antichi. Pittagora ed Aristotile non ignoravano il modo generale della trasmessione del suono per via dell'aria, e la natura dell'armonia; ma come parte di scienza, indipendente dalla sua deliziosa applicazione nell'arte della musica, si pu appena dire che esistesse, finch la sua natura e le sue leggi divennero soggetto di ricerche sperimentali a Bacone e a Galileo, a Mersenne ed a Wallis, e d'investigazioni matematiche a Newton ed ai suoi illustri successori Euler e Lagrangia. D'allora in poi i suoi progressi, come parte ad un tempo di scienza matematica e sperimentale, sono stati costanti e rapidi. Un curioso e bel metodo di osservazione, dovuto a Chladni, consiste nella felice idea di sparger di sabbia la superficie dei corpi che sono in istato di vibrazione sonora, e di notare le figure che prende. Questo ha fatto che i movimenti di quei corpi cadessero sotto il senso della vista, e il metodo ne  stato non  molto perfezionato e variato nella sua applicazione dal signor Savart, cui andiamo pure debitori di una serie di istruttive ricerche su di ogni punto connesso col soggetto del suono, le quali sono da porsi fra i pi bei saggi di moderna investigazione sperimentale. Ma il soggetto  assai lontano dall'essere esaurito; e certamente vi sono poche parti di fisica che promettano insieme tanto diletto e s importanti conseguenze, nelle sue relazioni con altri soggetti, e specialmente, per mezzo di forti analogie, con quello della luce.
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Luce e Visione.
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273. La natura della luce  sempre stata grandemente avvolta in dubbio ed in mistero. Appena si pu dire che gli antichi avessero un'opinione su quest'argomento, salvo si considerasse per tale l'affermare che i corpi distanti non possono esser posti in comunicazione senza un intermedio; e che perci vi debb'essere qualche cosa tra l'occhio e l'oggetto veduto. Che si fosse questa cosa essi non lo poterono se non vagamente congetturare. Uno suppose che gli occhi medesimi mandano raggi od emanazioni di una natura sconosciuta, per cui gli oggetti lontani sono quasi sentiti; idea singolarmente infelice, poich non d ragione per cui gli oggetti non debbano essere egualmente veduti nell'oscurit - e non ispiega, in una parola, la parte che la luce ha nella visione. Altri imaginarono che tutti gli oggetti visibili mandano costantemente da s in tutte le direzioni una specie di somiglianza o quasi spettro di se stesse, che, quando  ricevuto dagli occhi, produce un'impressione degli oggetti. Vaga e goffa quale  evidentemente quest'ipotesi, essa assegna all'oggetto un potere, ed alla luce una propagazione diffusiva in tutte le direzioni, l'uno e l'altra indipendenti dai nostri occhi, epper viene a separare i fenomeni della luce da quelli della visione.
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274. L'ipotesi di Newton  un raffinamento e un miglioramento di questa idea. Invece di spettri o somiglianze, egli suppone che gli oggetti luminosi dardeggino in tutte le direzioni, particelle di una minutezza inconcepibile (siccome si debbono credere per la loro enorme velocit (Paragrafo 17), affinch non mettano in pezzi ogni cosa che colpiscono). Queste particelle egli suppone che vadano soggette a forze attrattive e repulsive che risiedono in tutti i corpi materiali, le seconde delle quali si stenderebbero ad una picciolissima distanza oltre le loro superficie; e che per l'azione di queste forze siano sviate dal loro corso regolare rettilineo, senza che mai vengano in contatto attuale con le particelle medesime dei corpi sui quali cadono; ma o siano respinte e riflesse dalle forze repulsive prima di arrivare a quelli, o penetrino fra i loro intervalli, come un augello vola tra i rami di una foresta, e sopportino tutte le loro azioni, prendendo nel lasciarli una direzione finalmente determinata dalla posizione della superficie donde emergono per riguardo al loro corso.
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275. Questa ipotesi che fu discussa e ragionata da Newton in una maniera degna di lui, somministra, coll'applicazione delle stesse leggi dinamiche ch'egli aveva applicate cos felicemente alla spiegazione dei movimenti planetari, non solamente una plausibile, ma una perfettamente ragionevole spiegazione di tutti i fenomeni ordinari della luce conosciuti a' suoi tempi. Le sue stesse belle scoperte delle diverse rifrangibilit dei raggi diversamente colorati furono perfettamente rappresentate in questa teoria, col semplice ammettere una differenza di velocit nelle particelle che producono nell'occhio le sensazioni dei differenti colori. E se le propriet della luce fossero rimaste limitate a queste, non sarebbe stato necessario di ricorrere a un altro modo di concepirla.
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276. Un'ipotesi assai diversa era tuttavia stata suggerita circa allo stesso tempo da Huyghens, il quale suppose la luce essere prodotta nello stesso modo che il suono, per la comunicazione di un movimento vibratorio dal corpo luminoso ad un fluido altamente elastico, ch'egli imagin riempiere tutto lo spazio, ed essere meno condensato nei limiti dello spazio occupato dalla materia, e ci ad un grado maggiore o minore secondo la natura della sostanza occupante. Cos in luogo di alcuna cosa dardeggiata egli sostitu onde o vibrazioni propagate in tutte le direzioni da corpi luminosi a traverso questo mezzo o etere, come egli l'ha chiamato. Huyghens essendo valente matematico pot seguire molte delle conseguenze di quest'ipotesi, e dimostrare che le leggi ordinarie di riflessione e rifrazione erano da essa rappresentate e se ne dava ragione, egualmente che da quella di Newton. Ma l'ipotesi di Huyghens non ha avuto un pieno successo nel render ragione di ci che pu essere considerato come il primo dei fatti ottici, la produzione di colori nella rifrazione ordinaria della luce per mezzo di un prisma di cui la teoria di Newton d una compiuta e leggiadra spiegazione; e la cui scoperta, da lui fatta, segna una delle pi grandi epoche negli annali della scienza sperimentale. Questa obbiezione che molte volte fu fatta a una tale ipotesi, rimane ancora, se non affatto senza risposta, almeno soltanto imperfettamente rimossa.
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277. Altri fenomeni non mancavano tuttavia per dar materia ad ulteriori prove dei poteri spiegativi dell'una e dell'altra ipotesi. La diffrazione o inflessione della luce, scoperta da Grimaldi gesuita bolognese, pareva indicare che i raggi della luce erano rimossi dal loro diritto corso dal semplice passare presso a corpi di ogni qualit. Questi fenomeni, che sono curiosissimi e bellissimi, furono minutamente esaminati da Newton, e da lui attribuiti all'azione delle forze repulsive stendentisi ad una sensibile distanza dalla superficie dei corpi; e la sua spiegazione, per ci che riguarda i fatti da lui conosciuti, appare soddisfacente quanto si poteva allora aspettare, e molto pi che qualunque cosa si potesse produrre a quel tempo per l'ipotesi di Huyghens, la quale sembrava in fatto incapace di darne la menoma ragione.
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278. Un'altra classe di delicati e splendidi fenomeni ottici, che avevano cominciato ad eccitare l'attenzione dei filosofi un po' prima dei tempi di Newton, sembravano sfidare egualmente le due ipotesi a spiegarli. Erano questi i colori presentati da sottilissime sfoglie o di un liquido (come la pellicina di una bolla di sapone), o d'aria, come quando due vetri sono posti l'uno sull'altro con nient'altro che uno strato d'aria fra loro. Questi colori furono esaminati da Newton con una minuta accuratezza affatto senza esempio nella filosofia sperimentale a quel tempo, e colla quale poche indagini intraprese posteriormente possono stare in paragone. Il loro risultamento fu una teoria di una natura assai singolare, ch'egli fond su di un'ipotesi di ci cui diede nome di accessi di facile trasmessione e riflessione, la quale supponeva ciascun raggio di luce passare periodicamente nel suo progresso per una successione di stati tali da disporlo a penetrare nella superficie di un corpo su cui venga a cadere, o ad esserne riflesso indietro. La pi semplice maniera di concepire questa ipotesi  di riguardare ogni particella di luce come una specie di picciola magnete volgentesi rapidamente intorno al suo centro mentre si avanza nel suo corso, per cui viene alternativamente a presentare i suoi poli attrattivo e repulsivo, cosicch quando giunge alla superficie di un corpo col polo repulsivo innanzi,  respinta e riflessa, e quando il contrario accade,  attratta e penetra nella superficie. Newton tuttavia prudentemente evit di annunziare la sua teoria in questa o in altra simile forma, limitandosi intieramente ad un linguaggio generale. Quindi  stato senza esitazione asserito da tutti i suoi seguaci, che la dottrina degli accessi di facile riflessione o trasmessione, quale fu da lui dichiarata, non  altro in sostanza fuorch un'enunciazione di fatti. Se ci fosse, egli  chiaro che qualunque altra teoria che offrisse una giusta spiegazione degli stessi fenomeni dovrebbe in ultima analisi involgere quella di Newton, e coincidere con essa. Ma tale, come presentemente vedremo, non  il caso; e quest'esempio dovrebbe servire a renderci molto cauti nell'impiegare, enunciando leggi fisiche derivate da sperimenti, un linguaggio che involva qualunque cosa menomamente teorica, se vogliamo presentare le leggi stesse in una forma che niuna futura investigazione modifichi o distrugga.
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279. Una terza classe di fenomeni ottici, che fu pure scoperta mentre Newton era ancora occupato nelle sue ricerche ottiche, fu quella presentata dai cristalli doppiamente rifrangenti. In che cosa il fenomeno della doppia rifrazione consista abbiamo gi avuto occasione di spiegarlo. Il fatto fu primamente osservato da Erasmo Bartolin nel cristallo chiamato spato d'Islanda, e fu studiato con attenzione da Huyghens, che ne verific le leggi e le rifer con molto ingegno e successo alla sua teoria della luce, con l'ipotesi addizionale di una costituzione tale del suo mezzo etereo dentro del cristallo, che gli facesse trasmettere un impulso pi rapidamente in una direzione che in un'altra: come se, per esempio, supponessimo un suono portato nell'aria con diversi gradi di rapidit nella direzione verticale e nell'orizzontale.
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280. Alcuni fatti degni di osservazione i quali accompagnano la doppia rifrazione prodotta dallo spato d'Islanda, che Bartolin, Huyghens e Newton avevano studiati, indussero l'ultimo di essi a concepire la singolare idea che un raggio di luce dopo essere emerso da un tal cristallo acquista lati, vale a dire relazioni distinte allo spazio che lo circonda, le quali porta con s in tutto il suo corso susseguente, e che danno origine a tutti quei curiosi e complicati fenomeni ora conosciuti sotto il nome di polarizzazione della luce. Questi risultamenti apparivano tuttavia cos straordinari e davano cos poca opportunit ad ulteriori inquisizioni, che il loro esame fu abbandonato quasi per comune consentimento; e Newton medesimo stette contento a fortemente inculcare l'apparente incompatibilit di queste propriet con la dottrina Huygheniana, ma senza fare alcun tentativo di spiegarlo con la sua.
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281. Dal tempo delle scoperte ottiche di Newton sino al principio del presente secolo non si accrebbe gran fatto la nostra conoscenza della natura della luce, se si eccettua una scoperta la quale per la sua inestimabile applicazione pratica terr sempre un posto prominente negli annali dell'arte e della scienza; vogliamo parlare della scoperta del principio del telescopio acromatico che ebbe origine da una discussione tra il celebre geometra Euler, Klingenstierna, valente filosofo svezzese, e il nostro concittadino l'eccellente ottico Dollond, in occasione di certe astratte investigazioni teoriche del primo che lo indussero a specolare sulla sua possibilit, e che terminarono finalmente nella sua compiuta e felice esecuzione per mano dell'ultimo; caso memorabile nella scienza, quantunque non singolare, in cui il geometra specolativo nella sua camera, separato dal mondo e vivente in mezzo ad astrazioni,  stato autore di pensieri della pi nobile applicazione pratica(58).
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282. La spiegazione che la nostra conoscenza delle leggi ottiche procura del meccanismo dell'occhio, e del modo in cui la visione si opera,  altrettanto compiuta e soddisfacente quanto quella dell'udito per la propagazione del moto nell'aria. La camera oscura inventata da Batista Porta nel 1560 diede la prima idea del come le imagini attuali di oggetti esterni potevano essere portate nell'occhio; ma non fu se non dopo un considerevole intervallo che Keplero, immorale scopritore di quelle gran leggi che regolano i periodi e i movimenti dei pianeti, indic distintamente gli uffizi riempiuti dalle varie parti dell'occhio nell'atto della visione. Da questo all'invenzione del telescopio e del microscopio pare che non ci dovesse essere se non un picciol passo, ma esso  dovuto pi all'accidente che allo studio; e l'esser quello stato nuovamente trovato da Galileo, su di una semplice descrizione de' suoi effetti, pu servire fra mille simili esempi a dimostrare che inestimabili applicazioni pratiche stanno in nostro potere, se una volta possiamo indurci a credere alla loro possibilit, lezione che dall'invenzione del telescopio acromatico stesso, come abbiamo qui sopra accennato, ci viene con egual forza inculcata.
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283. Il picciolo stromento col quale le splendide scoperte di Galileo furono fatte, aveva una forza appena superiore a quella di un ordinario cannocchiale moderno, ma fu rapidamente migliorato, e nelle mani di Huyghens giunse a dimensioni gigantesche e ad una grandissima potenza. Si fu per ovviare alla necessit della lunghezza enorme voluta per questi telescopi, e per assicurare tuttavia la medesima loro forza, che Gregory e Newton imaginarono il telescopio a riflessione che divenne poscia uno stromento assai pi potente che probabilmente non si pensassero i suoi primi inventori.
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284. Il telescopio come esiste adesso, coi perfezionamenti nella sua struttura e nella sua esecuzione che gli artisti moderni vi hanno operato, debbe senza dubbio esser posto fra le pi alte e le pi raffinate produzioni dell'arte umana; quella in cui l'uomo ha potuto farsi pi vicino all'artifizio della natura, e che gli ha conferito, se non un altro senso, almeno tale ampliazione di uno gi da lui posseduto che merita quasi di essere riguardata come un senso novello. N appare tuttavia che sia ancor giunta alla sua ultima perfezione, alla quale  in verit difficile di fissar limiti, quando consideriamo i maravigliosi progressi che ogni genere d'arte va facendo, e la delicatezza di artifizio, infinitamente superiore a quella dei tempi passati, con la quale i materiali possono ora essere lavorati, come pure le invenzioni e le combinazioni ingegnose che in ogni anno vengono alla luce per giungere agli stessi fini con mezzi sin qui non tentati(59).
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285. Dopo un lungo torpore, la conoscenza delle propriet della luce cominci a far nuovi progressi verso il finir del secolo scorso, e progred poi con una gran rapidit che continu sino ai giorni nostri senza rallentarsi. L'esempio fu dato dall'ora fu nostro eccellente concittadino il Dr. Wollaston, il quale esamin di nuovo e verific le leggi della doppia rifrazione nello spato islandico annunciata da Huyghens. Chiamatasi l'attenzione a questo soggetto, la geometria di Laplace trov presto un mezzo di spiegare una parte almeno del mistero di questo singolare fenomeno, con la teoria Newtoniana della luce, applicata sotto certe supposte condizioni; e il raziocinio che lo men al risultato (affatto inatteso a quel tempo) pu essere giustamente riguardato come uno dei pi felici sforzi del suo ingegno. Il proseguimento di questo soggetto, divenuto cos di un grande interesse, fu incoraggiato dalla proposizione di un premio per parte dell'Accademia francese delle scienze; e si fu in una memoria che nel 1810 ricevette questa onorevole ricompensa, che Malus, uffiziale del genio francese in ritiro, annunzi la grande scoperta della polarizzazione della luce per via di riflessione ordinaria alla superficie di un corpo trasparente.
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286. Malus trov che quando un raggio di luce  riflesso dalla superficie di un tal corpo ad un certo angolo, esso acquista precisamente la stessa propriet singolare che gli  impressa nell'atto della doppia rifrazione, e che Newton aveva prima espressa con dire che possedeva lati. Questa fu la prima circostanza che indic una connessione fra quel fenomeno fin allora misterioso e gli altri delle modificazioni ordinarie della luce; e divenne finalmente il mezzo di ridurre il tutto dentro i limiti, se non di una compiuta spiegazione, almeno di una plausibilissima rappresentazione teorica. Tanto  vera, nella scienza, l'osservazione di Bacone, che nessun fenomeno naturale pu essere bene studiato in s solo, ma che per essere compreso debb'essere considerato nella sua connessione con tutta la natura.
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287. I nuovi fenomeni cos rivelati furono immediatamente studiati con diligenza e buon esito tanto all'estero da Malus e Arago, quanto fra noi dal nostro concittadino il Dr. Brewster, e le leggi ne furono investigate con un'accuratezza proporzionata alla loro importanza; quando un'altra classe di fenomeni, apparentemente ancora pi straordinaria, si present nella produzione di vivaci e bei colori (in tutto somiglianti a quelli osservati da Newton nei sottili strati d'aria o di liquidi, ma infinitamente pi sviluppati e sorprendenti), in certe sostanze cristallizzate trasparenti, allorch sono divise in lamine piatte in direzioni particolari, ed esposte ad un raggio di luce polarizzata. L'attento esame di questi colori fatto da Wollaston, da Biot e da Arago, ma pi specialmente da Brewster, prontamente condusse alla scoperta di una serie di fenomeni ottici cos svariata, cos splendida, ed evidentemente in cos stretto modo connessa coi punti pi importanti relativi alla struttura intima dei corpi cristallizzati, da eccitare la pi grande curiosit, - quella specie di ansiosa curiosit che si prova quando sentiamo esser vicini a qualche straordinaria scoperta, ed aspettiamo ad ogni momento che qualche fatto principale sia per apparire, il quale sparger di luce tutto ci che sembra oscuro, e ridurr in ordine tutto ci che pare anomalo.
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288. Quest'espettazione non fu delusa. Prima del tempo di cui parliamo, e sin dal primo anno di questo secolo, il nostro illustre concittadino, l'ora fu Dr. Tommaso Young, aveva stabilito un principio nell'ottica, che, riguardato come legge fisica, ha appena l'eguale per bellezza, semplicit ed estensione di applicazione in tutta quanta la scienza. Considerando la maniera in cui le vibrazioni di due suoni musicali, che arrivino ad un tempo all'orecchio, fanno sul senso un'impressione di suono o di silenzio secondo che concordano o si oppongono nei loro effetti, egli fu indotto a pensare che lo stesso debbe accadere nella luce come nel suono, se  pur vera la teoria che fa l'una analoga all'altro; e che perci due raggi di luce che partano dalla stessa origine, nel medesimo istante, ed arrivino allo stesso luogo per diverse vie, dovrebbero rinforzare, oppure totalmente o parzialmente distruggere i loro mutui effetti, secondo la differenza della lunghezza delle vie da ciascuno percorse. Che due luci si combinino in certe circostanze per produrre oscurit, pu essere considerato come cosa strana, ma  pure letteralmente vera; ed  stata da lunga pezza notata come fatto singolare ed inesplicabile da Grimaldi ne' suoi sperimenti sull'inflessione della luce. I mezzi sperimentali con cui il Dr. Young conferm questo principio conosciuto in ottica col nome d'interferenza dei raggi di luce, furono semplici e soddisfacenti quanto il principio medesimo  bello; ma le sue verificazioni tratte dalla spiegazione che d dei fenomeni apparentemente pi remoti, sono ancora pi soddisfacenti. I colori dei sottilissimi strati di Newton furono i primi fenomeni ai quali l'autore applic il suo principio con pieno successo. La seconda rimarchevole applicazione ne fu fatta ai fenomeni della diffrazione, di cui, il signor Fresnel, illustre geometra francese, diede pure su tal principio una spiegazione compiuta, e ci in casi eziandio cui l'ipotesi di Newton non poteva apparentemente essere applicata, e per una complicazione di circostanze che servirebbero di rigida prova a qualunque ipotesi.
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289. Un semplice e bello sperimento sulle interferenze della luce polarizzata, eseguito da Fresnel e da Arago, fece che i loro autori potessero applicare la legge del Dr. Young ai colori prodotti da lamine cristallizzate in un raggio polarizzato, e con ci somministr la chiave di tutti gl'intricamenti di cotesti magnifici ma complessi fenomeni. Nulla pertanto pi mancava ad una teoria razionale della doppia rifrazione, se non di formare un'ipotesi di qualche modo in cui si potesse concepire la luce propagarsi per via di un mezzo elastico che la comunicasse, senza per che nascesse alcuna contraddizione ai fatti o alle leggi generali della dinamica. Quest'idea essenziale, senza la quale tutto ci che prima si era fatto sarebbe stato imperfetto, fu pure suggerita dal Dr. Young, il quale con una sagacit che avrebbe fatto onore al medesimo Newton, aveva dichiarato che per adattare la dottrina di Huyghens ai fenomeni dalla luce polarizzata  necessario di concepire il modo di propagazione di un impulso luminoso a traverso l'etere, diversamente da quello di un impulso sonoro a traverso l'aria. In questo le particella dell'aria s'avanzano e retrocedono; in quello le particelle dell'etere si debbono supporre tremare lateralmente.
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290. Prendendo questo per fondamento del suo raziocinio, Fresnel pervenne ad erigervi sopra una teoria di polarizzazione e di doppia rifrazione cos felice nel suo adattamento ai fatti, e nella coincidenza colla sperienza dei risultati che ne furono dedotti dalla pi intricata analisi, che  difficile d'imaginarsela non fondata. E se pure fosse tale, ella  almeno il sistema pi sottile e pi artifiziale che la scienza abbia mai veduto; e, sia o no fondata, finch serve a riunire insieme in un punto di vista comprensivo una massa di fatti quasi infinita in numero e variet, a ragionare dall'uno all'altro, ed a stabilire analogie e relazioni fra loro; su qualunque ipotesi si appoggi, o qualunque sieno le arbitrarie supposizioni fatte intorno alle strutture e ai modi di azione, non potr mai essere altrimenti riguardata se non come una reale ed importante addizione alle nostre cognizioni.
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291. Ci nondimeno non  impossibile che la teoria Newtoniana della luce, se fosse coltivata con diligenza eguale a quella con cui si coltiv l'Huygheniana, conducesse ad una spiegazione egualmente plausibile di fenomeni ora considerati come inesplicabili per suo mezzo. Biot  l'autore dell'ipotesi, che abbiamo gi mentovata, di un movimento rotatorio delle particelle della luce intorno ai loro assi. Egli non l'ha impiegata se non per un oggetto limitato; ma potrebbe senza dubbio essere spinta pi oltre; ed ammettendo solamente l'emissione regolare delle particelle luminose ad intervalli eguali di tempo ed in simili stati di movimento dal corpo risplendente, il che non sembra una supposizione troppo arrischiata, tutti i fenomeni dell'interferenza per lo meno sarebbero facilmente spiegati senza che si ammettesse un etere.
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292. L'esame ottico di sostanze cristallizzate presenta uno fra molti begli esempi della illustrazione che ciascuna parte di scienza pu somministrare a ciascun'altra. Le infaticabili ricerche del dottor Brewster e di altri hanno dimostrato che i fenomeni presentati dalla luce polarizzata nella sua trasmessione a traverso dei cristalli danno una certa indicazione dei punti pi importanti relativi alla struttura dei cristalli medesimi, e cos divengono caratteri preziosissimi per riconoscere la loro interna costituzione. Newton fu quegli che primo mostr di quanta importanza, come carattere fisico, - come indicazione di altre propriet, - potrebbe divenire l'azione di un corpo sulla luce; ma i caratteri che si ricavano dall'uso della luce polarizzata quale strumento di ricerche sperimentali sono cos distinti ed intimi, che possono dirsi averci quasi forniti di una specie di senso intellettuale, per cui siamo fatti capaci di scrutare l'interna disposizione di quelle maravigliose strutture che la natura con la sua fine ed invisibile architettura edifica con una delicatezza che sfugge al nostro concepimento, ma tuttavia con una bellezza ed una simmetria che non ci saziamo mai di ammirare. Sotto questo aspetto la scienza dell'ottica ha reso alla mineralogia ed alla cristallografia servizi non meno importanti di quelli che rendesse all'astronomia con l'invenzione del telescopio, o alla storia naturale con quella del microscopio; mentre le relazioni che si sono scoperte esistere fra le propriet ottiche dei corpi, e le loro forme cristalline, e loro stesse chimiche tendenze, hanno somministrato numerosi e begli esempi di leggi generali tratte da laboriose induzioni, e dimostranti in un modo curioso la semplicit della natura che emerge lentamente da una massa intralciata di particolari, in cui a primo tratto non si scorge n ordine, n connessione.
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CAPITOLO 3.
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Dei fenomeni cosmici.
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Astronomia e meccanica celeste
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293. L'astronomia, come si  osservato nella prima parte di questo discorso, riguardata quale scienza di osservazione, aveva fatto considerevoli progressi fra gli antichi: anzi si pu dire che fosse la sola parte di scienza fisica da essi coltivata con qualche assiduit o buon successo. Le memorie caldaiche ed egizie avevano dati materiali per cui i movimenti del sole e della luna potevano essere calcolati con sufficiente esattezza per predire gli ecclissi; ed alcuni notevoli cicli, o periodi d'anni in cui gli ecclissi lunari tornano quasi nello stesso ordine, erano stati determinati dall'osservazione. Considerando la somma imperfezione dei mezzi d'allora di misurare il tempo e lo spazio, questo era forse tutto ci che si poteva aspettare in quei tempi remoti; e convien confessare che per un tratto non manc lo spirito filosofico di giusta speculazione, la quale, se fosse stata continuata, appena era possibile che non menasse a sane ed importanti conclusioni.
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294. Sgraziatamente la filosofia d'Aristotele pose per principio, che i movimenti celesti erano regolati da leggi loro proprie, e non aventi affinit con quelle che hanno luogo sulla terra. Tirando cos una larga ed insuperabile linea di separazione tra la meccanica celeste e la terrestre, egli pose la prima intieramente fuori delle ricerche sperimentali, mentre nello stesso tempo imped i progressi della seconda collo stabilire principii relativamente ai movimenti naturali e non naturali, tratti in fretta da riflessioni superficiali e passeggere, le quali non meritavano nemmeno il nome di osservazioni. L'astronomia adunque continu per molti secoli ad essere una scienza di mera tradizione, nella quale la teoria non aveva parte se non in quanto tentava di conciliare le ineguaglianze dei movimenti celesti con quella pretesa legge di rivoluzione circolare uniforme, la quale sola era considerata consentanea alla perfezione del meccanismo celeste. Quindi nacque quella confusa, se non contraddicente, massa di movimenti ipotetici del sole, della luna e dei pianeti, in circoli i cui centri giravano attorno in altri circoli, e questi in altri senza fine, - "ciclo sovr'epiciclo, orbe sovr'orbe", - finch le osservazioni divenendo pi esatte, e nuovi epicicli essendo continuamente aggiunti, l'assurdit di un meccanismo cos imbarazzante si fece troppo palpabile per essere sopportata. Si espressero dubbi, ai quali il sarcasmo di un monarca(60) diede un valore che non avrebbero avuto in un tempo in cui gli uomini appena osavano pensare; e alla fine Copernico, promulgando la sua propria dottrina o facendo rivivere quella di Pittagora, che pone il sole nel centro del nostro sistema, diede all'astronomia una semplicit che, posta in confronto con la complicazione dei sistemi precedenti, si cattiv a un tratto l'universale consenso.
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295. Uno scrittore elegante(61), che abbiamo gi avuto occasione di citare, ha brevemente e in bel modo spiegato perch s lungamente prevalessero quelle confuse idee intorno alla costituzione del nostro sistema, e si provasse tanta difficolt nel formarsi una vera idea della disposizione delle sue parti. "Noi lo vediamo, osserva egli, non in pianta ma in taglio". La ragione di questo si  che il nostro punto di osservazione giace nel suo piano generale, ma l'idea che vogliamo formarci non  quella del suo taglio, bens della sua pianta. Egli  lo stesso che se volessimo leggere un libro o distinguere le provincie su di una carta geografica coll'occhio a livello della carta o del libro. Non possiamo giudicare direttamente delle distanze di oggetti se non dalla loro dimensione, o piuttosto del loro cambiamento di distanza se non dal loro cambiamento di dimensione; e non abbiamo alcun mezzo di determinare, se non indirettamente, le loro posizioni stesse tra di loro, dai luoghi apparenti che da noi sono veduti occupare. Ora le variazioni in dimensione apparente del sole e della luna sono troppo picciole perch possano essere misurate senza l'aiuto del telescopio, e i corpi dei pianeti non presentano nemmeno al nudo occhio alcun volume distinto.
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296. Il sistema di Copernico una volta ammesso, questa difficolt di concepimento  pienamente rimossa, e diviene un mero problema di geometria e di calcolo il determinare, dalle posizioni osservate di un pianeta, la sua vera orbita intorno al sole e le altre circostanze del suo movimento. Questo fu da Keplero eseguito per l'orbita di Marte, che verific essere un'ellisse avente il sole in uno de' suoi fuochi; e la stessa legge venendo estesa per analogia induttiva a tutti i pianeti, si trov verificata in ciaschedun caso. Questa con le altre notevoli leggi che sono ordinariamente citate nell'astronomia fisica col nome di leggi di Keplero, costituiscono senza dubbio il pi importante e il pi bel sistema di relazioni geometriche che siano mai state scoperte con la mera induzione, indipendente da ogni considerazione teorica. Esse comprendono in s un compendio dei movimenti di tutti i pianeti, e ci mettono in grado di determinare le loro posizioni nelle loro orbite a qualunque momento di tempo passato o avvenire (non avuto riguardo alle loro mutue perturbazioni), purch certi problemi puramente geometrici possano essere numericamente sciolti.
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297. La vera importanza di queste leggi non pot tuttavia essere sentita se non molto dopo i tempi di Keplero. Riguardate in se stesse, esse offrivano,  vero, un bell'esempio di disposizione regolare ed armonica nella maggiore di tutte le opere della creazione, ed un singolare contrasto col pesante meccanismo dei cicli e degli epicicli che le precedevano; ma qui sembrava terminare la loro utilit, e in fatto si rimprover a Keplero, e non senza un'apparenza di ragione, che avesse renduto il calcolo delle posizioni dei pianeti pi difficile di prima, la geometria essendo allora incapace di risolvere i problemi cui dava origine la stretta applicazione delle sue leggi.
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298. Il primo effetto dell'invenzione del telescopio e della sua applicazione ad oggetti astronomici, fatta da Galileo, fu la scoperta del disco e dei satelliti di Giove, - di un sistema che offre una bella miniatura del maggiore di cui fa parte, e che presenta all'occhio del senso, e ad un sol tratto, quella disposizione di parti che nel sistema planetario medesimo non si discerne se non coll'occhio della ragione e dell'imaginazione (Paragrafo 195). Keplero ebbe la soddisfazione di veder verificare che la legge da lui scoperta connettere i tempi di rivoluzione dei pianeti con le loro distanze dal sole, si adatta pure ai periodi di circolazione di questi piccioli seguaci intorno al centro del loro primario; dimostrando cos esser quella qualche cosa di pi che una regola puramente empirica, e dipendere dalla natura intima dello stesso movimento planetario.
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299. Si era fatta l'obbiezione alla dottrina di Copernico che, se fosse vera, Venere apparirebbe talora cornuta come la luna. A questo egli rispose ammettendo la conclusione, ed affermando che, se mai fossimo capaci di vedere la sua attual forma, dovrebbe apparir tale. Egli  facile l'imaginarsi con che forza quest'applicazione dovette colpire ogni mente, quando il telescopio conferm la sua predizione, e mostr il pianeta appunto quale il filosofo e i suoi opponenti avevano stabilito d'accordo che dovesse apparire. La storia della scienza presenta forse un solo caso analogo a questo. Quando il Dr. Hutton espose la sua teoria della consolidazione delle rocce per l'applicazione del calorico ad una gran profondit sotto il letto dell'oceano, e specialmente di quella del marmo per via di attuale fusione, si oggett che, qualunque fosse l'effetto nelle altre rocce, egli era impossibile di concedere una simil causa di consolidazione nelle calcarie e nel marmo, poich il calorico scompone la loro sostanza e la cambia in calce, cacciando l'acido carbonico e lasciando una sostanza perfettamente infusibile ed incapace pur anche di conglutinazione per mezzo del calorico. A questo egli replic che la pressione sotto la quale il calorico era applicato impedirebbe all'acido carbonico di fuggire; e che, essendo trattenuto, esso darebbe al composto quella fusibilit che manca alla semplice calce. La generazione seguente vide questa predizione convertita in un fatto osservato e verificato dagli sperimenti diretti di Sir James Hall, il quale giunse a fondere il marmo ritenendone l'acido carbonico sotto una violenta pressione.
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300. Keplero, in mezzo a un numero di vaghe ed anche strane specolazioni sulle cause dei movimenti, le cui leggi aveva cos bene e con tanta fatica e pazienza sviluppate, aveva avuto un barlume della legge generale dell'inerzia della materia, come applicabile tanto alle grandi masse dei corpi celesti quanto a quelli che conosciamo sulla terra. Dopo Keplero, Galileo, mentre diede l'ultimo tracollo coi potenti suoi argomenti e con un pungente ridicolo ai dommi aristotelici, i quali ponevano una barriera fra le leggi dei moti celeste e terrestre, contribu con le sue investigazioni delle leggi dei gravi cadenti e del movimento dei proietti a gettare i fondamenti di un vero sistema di dinamica, per cui i movimenti poterono essere determinati dalle conoscenze delle forze che li producono, e le forze dai movimenti prodotti. Hooke and pi oltre, e si form un'idea cos distinta del modo nel quale i pianeti potevano essere trattenuti nelle loro orbite dall'attrazione del sole, che se in lui la scienza matematica fosse stata eguale all'acume filosofico, e se le sue occupazioni scientifiche fossero state meno numerose ed incostanti, appena si pu credere che non fosse giunto a conoscere la legge della gravitazione.
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301. Ma tutto ci che prima di Newton era stata fatto di tendente a questo fine, non poteva riguardarsi che come un appianamento di qualche ostacolo, e una preparazione di uno stato di cognizioni in cui le facolt di lui potessero efficacemente impiegarsi. L'unione maravigliosa che era in lui di scienza matematica e di fisiche investigazioni, gli fece inventare a suo talento nuovi ed inauditi metodi di ricercare gli effetti di quelle cause che la sua mente chiara e sagace sorprendeva in operazione. Si pu dire ch'egli rinnov ogni parte della scienza cui si  applicato. Ascendendo per una serie di argomenti induttivi strettamente compatti ai pi sublimi assiomi della scienza dinamica, egli pervenne ad applicarli alla compiuta spiegazione di tutti i grandi fenomeni astronomici, e di molti dei pi minuti e dei pi enimmatici. Nel far questo egli doveva crear tutto: le matematiche de' suoi tempi erano totalmente inette a lottare con le numerose difficolt che erano da vincersi; ma questo, ben lontano dallo scoraggiarlo, serv solamente a porgere nuove opportunit di mettere in azione quel suo genio, il quale nell'invenzione del metodo delle flussioni o, come adesso pi generalmente si chiama, del calcolo differenziale, ha procurato un mezzo di scoperta che sta ai metodi anteriormente impiegati, come la macchina a vapore alle potenze meccaniche ch'erano in uso prima della sua invenzione. Delle scoperte ottiche di Newton abbiamo gi parlato; e se la grandezza degli oggetti delle sue scoperte astronomiche eccita la nostra ammirazione delle facolt mentali che cos familiarmente poterono abbracciarle, la minutezza delle ricerche, nelle quali diede con ci il primo esempio d'internarsi, non  meno atta a produrre un'impressione corrispondente. Da qualunque parte rivolgiamo lo sguardo, siamo costretti ad inchinarci al suo genio e ad assegnare al nome di NEWTON un luogo nella nostra venerazione, che non appartiene ad alcun altro negli annali della scienza. La sua Era segna la maturit compiuta della ragione umana nella sua applicazione a questi oggetti. Tutto ci che precedette potrebbe propriamente essere paragonato ai primi tentativi imperfetti dell'infanzia, o ai saggi di un'inesperta bench ingegnosa adolescenza. E tutto ci che  stato fatto dipoi, per grande che sia e degno degli auspici di un cos splendido cominciamento, non ha mai richiesto uno sforzo intellettuale che vincesse il sorprendente ingegno che ha prodotto l'opera che ha per titolo Principia.
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302. In questa grand'opera Newton insegna tutti i movimenti celesti conosciuti a' suoi tempi essere conseguenze della semplice legge che ogni particella di materia attrae ogni altra particella nell'universo con una forza proporzionale al prodotto delle loro masse direttamente ed inversamente al quadrato delle loro mutue distanze, e viene essa medesima attratta con una forza eguale. Partendo da questo, egli spiega come un'attrazione abbia luogo fra le grandi masse sferiche di cui il nostro sistema  composto, regolata da una legge precisamente simile nella sua espressione; come i movimenti ellittici dei pianeti intorno al sole, e dei satelliti intorno ai loro primari, secondo le regole esatte ricavate per induzione da Keplero, risultino essere conseguenze necessarie della stessa legge generale di forza; e come le orbite delle comete stesse non siano altro che casi particolari di movimenti planetari. Quindi procedendo ad applicazioni di una maggior difficolt, spiega come le imbarazzanti ineguaglianze del movimento della luna risultino dall'azione perturbatrice del sole; come le maree nascano dall'ineguale attrazione tanto dal sole quanto dalla luna, esercitata sulla terra e sull'oceano che la circonda; e finalmente come la precessione degli equinozi sia una conseguenza necessaria della stessa legge.
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303. I successori immediati di Newton furono tutti occupati nel verificare le sue scoperte e nello estendere e migliorare i metodi matematici che vi vedevano manifestamente dover essere le chiavi di un tesoro inesauribile di cognizioni. La scoperta simultanea ma indipendente fatta da Leibnitz di un metodo d'investigazione matematica, in ogni rispetto simile a quello di Newton, mentre cre una specie di gelosia nazionale, che adesso fa piet, ebbe l'effetto di stimolare i geometri del continente a coltivarlo, e d'imprimergli un carattere pi indipendente dall'antica geometria, cui Newton era particolarmente affezionato. E fu una gran fortuna per la scienza che questo avvenisse; perch non si tard a trovare che (tranne una bella eccezione per parte del nostro compaesano Maclaurin, rinnovata dopo un lungo intervallo dal professore Robinson di Edimborgo con eguale ingegno) la geometria di Newton era come l'arco di Ulisse, che nessuno poteva curvare fuorch il suo signore; e che per rendere i suoi metodi utili al di l del punto cui gli aveva egli stesso portati, era necessario di toglier loro ogni vestigio di quell'antico abito in cui si era compiaciuto di avvolgerli. Questo, tuttavia, i compaesani di Newton non erano inchinati a fare; e ne portarono la pena col trovarsi condannati a far la parte di spettatori, mentre i loro vicini del continente, tanto in Francia quanto in Germania, progredivano nella carriera delle scoperte fisico-matematiche con emulatrice rapidit.
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304. Il legato di ricerche che si pu dire essere stato lasciato da Newton ai suoi successori, era veramente immenso. Proseguire in tutti i loro intricati avvolgimenti le conseguenze della legge della gravitazione, dar ragione di tutte le inegualit dei movimenti planetari e di quelli infinitamente pi complicati, e per noi pi importanti, della luna; dare, ci che a Newton medesimo per certo non venne mai in mente, una dimostrazione della stabilit e della permanenza del sistema sotto tutta l'influenza accumulatrice delle sue interne perturbazioni, fu un lavoro ed un trionfo riserbato al secolo seguente, e in cui successivamente parteciparono Clairaut, D'Alembert, Euler, Lagrangia e Laplace. Tuttavia cos esteso  il soggetto, cos difficili ed intricate le investigazioni puramente matematiche cui esso mena, che un altro secolo sar ancora necessario per compiere l'opera. Le recenti scoperte degli astronomi hanno procurato materia d'investigazione ai geometri di questa e della seguente generazione, di una difficolt eccedente ogni cosa che si sia presentata per l'addietro. Cinque pianeti primari sono stati aggiunti al nostro sistema; quattro dopo il principio di questo secolo, e questi singolarmente devianti dall'analogia generale degli altri, ed offerenti casi di difficolt in teoria, che non erano stati contemplati. Eppure le intricate questioni cui questi corpi hanno dato origine sembrano dover essere vinte in difficolt da quelle che sono nate insieme con la scoperta di parecchie comete che, come i pianeti, girano in orbite ellittiche, intorno al sole, in assai brevi periodi. Ma le forze della geometria moderna, lungi dall'essere esauste, sembrano crescere con le difficolt che hanno ad affrontare, e gi fra i successori di Lagrangia e di Laplace, la presente generazione enumera una potente serie di nomi(62) che promettono di renderla non meno celebre negli annali delle ricerche fisico-matematiche di quella che  recentemente sparita.
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305. Intanto le posizioni, le figure e le dimensioni di tutte le orbite planetarie sono ora pienamente conosciute, e le loro variazioni di secolo in secolo sono in gran parte determinate; ed  stato generalmente dimostrato che tutti i cambiamenti che le azioni mutue dei pianeti l'uno sull'altro possono produrre nel corso di secoli indefiniti, sono periodici, vale a dire crescenti sino a un certo punto (e questo non mai straordinario), e poscia di bel nuovo decrescenti; cosicch il sistema non pu venir distrutto o sovvertito dalla mutua azione delle sue parti, ma va costantemente oscillando, per cos dire, intorno a uno stato medio dal quale non pu mai deviare sino ad un punto rovinoso. In particolare le ricerche di Laplace e di Lagrangia hanno dimostrato l'assoluta invariabilit della distanza media di ciascun pianeta dal sole, e conseguentemente del suo tempo periodico. Confidando in queste grandi scoperte, possiamo, dal punto di tempo che adesso occupiamo, spingere lo sguardo innanzi per molte migliaia d'anni nel futuro, e predire lo stato del nostro sistema senza timore di errore materiale, tranne quelli che nascessero da cause la cui esistenza non abbiamo adesso ragione di supporre, o da qualche turbamento che nulla ci conduce ad imaginare.
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306. Un'enumerazione e descrizione corretta delle stelle fisse in cataloghi, ed un'esatta conoscenza della loro posizione somministrano il solo mezzo efficace che abbiamo di riconoscere a quali cangiamenti vadano soggette, e quai movimenti, troppo tardi per privarle del solito loro epiteto di fisse, ma sufficienti per produrre una mutazione sensibile nello scorrere dei secoli, possano esistere fra loro. Prima dell'invenzione della bussola, esse servivano di guida ai navigatori nella notte; ma a quest'oggetto bastava una picciola conoscenza di alcune poche fra le principali. Ipparco fu il primo astronomo che eccitato dall'apparizione di una nuova stella, pens di fare un catalogo delle stelle perch servisse di memoria astronomica, "per cui, dice Plinio, la posterit potr scoprire non solamente se nascono e muoiono, ma eziandio se cambiano di luogo e se aumentano o diminuiscono". Il suo catalogo contenente pi di 1000 stelle fu compilato 128 anni circa prima di Cristo. Si fu nel corso della laboriosa discussione delle sue proprie e delle antiche osservazioni, intraprese col disegno di compilare questo catalogo, che primamente riconobbe il fatto di quel lento e generale inoltrarsi di tulle le stelle verso levante, quando si paragona col luogo dell'equinozio, cosa conosciuta sotto il nome di precessione degli equinozi, e che Newton giunse a spiegare riferendola ad un movimento nell'asse della terra, prodotto dall'attrazione del sole e della luna.
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307. Dopo Ipparco, a varie epoche della storia astronomica, si sono fatti cataloghi di stelle, fra i quali v'ha quello di Ulugh Begh che comprende circa 1400 stelle, formato nel 1437, e notevole come produzione di un principe sovrano che lavorava personalmente insieme co' suoi astronomi; e l'altro di Ticone Brahe, contenente 777 stelle, compilato nel 1600 dopo un fenomeno simile a quello che eccit l'attenzione d'Ipparco. In tempi pi recenti, gli astronomi muniti dei migliori strumenti che i loro secoli potessero somministrare, e collocati in osservatorii munificentemente dotati dai sovrani e dai governi delle diverse nazioni europee, hanno gareggiato e ancor vanno gareggiando gli uni cogli altri nell'ampliare il numero delle stelle registrate, e nel mettere la maggiore accuratezza possibile nella determinazione dei loro luoghi. E qui sarebbe un'ingratitudine il non fare una menzione speciale della superba serie di osservazioni che, sotto vari infaticabili e benemeriti astronomi, ha per un lungo tratto di tempo continuato a venir fuori dal nostro osservatorio nazionale di Greenwich.
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308. La distanza delle stelle fisse  cos immensa, che ogni tentativo di fissare un limite dentro il quale debba cadere,  sin qui andato fallito. Gli astronomi di tutti i tempi hanno diretto le loro ricerche ad accertarsi di questa distanza, col prendere le dimensioni del nostro sistema particolare del sole e dei pianeti, o della terra istessa, quale unit di una scala su cui potesse misurarsi. Ma sebbene molti si sono imaginati che le loro osservazioni offrissero fondamenti per la decisione di questo punto importante, egli  sempre accaduto o che i fenomeni ai quali si appoggiavano si chiarirono essere relativi ad altre cause prima non conosciute, e che la grande accuratezza delle loro ricerche aveva per la prima volta messe in luce; o ad errori provegnenti da imperfezioni stromentali e difetti inevitabili delle osservazioni medesime.
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309. La sola indicazione che possiamo sperare di ottenere della vera distanza di una stella consisterebbe in un cambiamento annuo nel suo luogo apparente in corrispondenza col movimento della terra intorno al sole, chiamato sua annua parallasse, e che non  altro se non la misura della dimensione apparente dell'orbita della terra veduta dalla stella. Molti osservatori hanno creduto di avere scoperto un ammontare misurabile di questa parallasse; ma di mano in mano che gli strumenti astronomici divennero pi perfetti, la quantit che v'hanno successivamente assegnata,  stata continuamente ridotta a sempre pi ristretti limiti, e risult in ogni caso proporzionata agli errori cui gli stromenti adoperati poterono ragionevolmente considerarsi soggetti. La conclusione a cui ci sforza un tale risultamento  che la quantit di cui trattasi, sia realmente troppo piccola per ammettere un misuramento distinto nello stato presente dai nostri mezzi di eseguirlo, e che perci la distanza delle stelle debba essere cos smisurata da fare che l'immaginazione quasi rifugga dal contemplarla. Ma questo incremento nella nostra scala di dimensione richiede un allargamento di concezione corrispondente in tutti gli altri rispetti. Lo stesso raziocinio che pone le stelle ad una s immensurabile lontananza, le esalta nello stesso tempo in corpi gloriosi, simili, ed anche di gran lunga superiori, al nostro sole, centri forse di altri sistemi planetari, o destinati ad oggetti di cui non possiamo formarci un'idea, da alcuna analogia tratta da ci che immediatamente ci passa d'intorno.
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310. Il paragone dei cataloghi pubblicati in diversi tempi ha dato occasione a molte curiose osservazioni, per riguardo a cambiamenti di luogo e di splendore fra le stelle, alla scoperta di stelle variabili che perdono o riacquistano periodicamente il loro fulgore, e allo sparire di alcune di esse cos compiutamente dal cielo da non lasciare vestigio che si possa discernere anche per mezzo di potenti telescopi. In proporzione che la costruzione degli stromenti astronomici ed ottici si  venuta migliorando, la nostra conoscenza di ci che  contenuto nel cielo si  estesa in modo corrispondente, e giunse ad un tempo ad un grado di precisione che non si poteva sperare nei tempi antichi. Le posizioni di tutte le stelle principali nell'emisfero settentrionale e di un gran numero nell'australe, sono ora conosciute con tanta esattezza da far scoprire infallibilmente qualunque vero movimento possa esistere fra loro, come avvenne in moltissimi casi, alcuni dei quali sono particolarmente notevoli.
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311. Tuttavia egli  soltanto da un tempo comparativamente recente che si  fatta qualche attenzione alle picciole stelle, fra le quali non si pu dubitare che tosto o tardi non vengano in luce i pi interessanti ed istruttivi fenomeni. Il minuto esame di esse per mezzo di potenti telescopi e di delicati stromenti per la determinazione dei loro luoghi ha gi prodotto cataloghi immensi e masse d'osservazioni nelle quali migliaia di stelle invisibili all'occhio nudo sono registrate; ed ha condotto alla scoperta d'innumerevoli fatti importanti e curiosi, rivelando l'esistenza di classi intiere di oggetti celesti, di una natura cos maravigliosa da offrire un campo di specolazione illimitata sull'estensione e sulla struttura dell'universo.
312. Fra questi, ci che forse  pi rimarchevole, sono le stelle doppie giranti, o stelle che all'occhio nudo o a telescopi minori appaiono una stella sola; ma se sono esaminate con istromenti che ingrossino grandemente, si veggono consistere di due individui posti quasi in contatto fra loro, e che, accuratamente osservati, sono in molti casi veduti girare in orbite ellittiche regolari l'uno intorno dell'altro, e, per quanto si  potuto verificare, obbedire alle stesse leggi che regolano i movimenti planetari. Non vi  nulla che possa dare una pi grandiosa idea della scala su cui i cieli siderei sono costrutti, che questi bellissimi sistemi. Quando veggiamo corpi cos magnifici uniti a coppie, indubitatamente dallo stesso vincolo di gravitazione mutua che mantiene insieme il nostro sistema, e rivolgentisi nelle loro enormi orbite in periodi che comprendono molti secoli,  forza confessare ch'essi debbono nella creazione compiere disegni che rimarranno per sempre sconosciuti all'uomo; e che abbiamo qui toccato un punto nella scienza in cui l'intelletto umano  costretto a riconoscere la sua debolezza, e a sentire che niun concepimento suggerito dalla pi sfrenata imaginazione pu menomamente paragonarsi con l'intrinseca grandezza del soggetto.
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Geologia.
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313. Le ricerche dell'astronomia fisica sono chiaramente impotenti a farci risalire all'origine del nostro sistema, o ad un'epoca in cui il suo stato fosse in qualche parte essenziale diverso da ci che  adesso. Per quanto si estendono le cause adesso operanti, e per quanto i nostri calcoli ce ne fanno stimare gli effetti, siamo egualmente incapaci di scorgere nei fenomeni generali del sistema planetario tanto la prova di un principio quanto l'aspettazione di un fine. I geometri, come abbiamo gi detto, hanno dimostrato che in mezzo a tutte le alterazioni che potessero aver luogo negli elementi delle orbite dei pianeti, per ragione della loro mutua attrazione, il generale equilibrio delle parti del sistema sar sempre conservato, ed ogni deviamento da uno stato medio periodicamente compensato. Ma n le ricerche dell'astronomo fisico, n quelle del geologo ci danno alcun fondamento di riguardare il nostro sistema o il globo che abitiamo, come fatti per durare eternamente. Al contrario vi sono circostanze nella costituzione fisica del nostro pianeta che, oscuramente almeno, accennano ad un'origine e ad una formazione, quantunque remota; posciach  stato trovato che la figura della terra non  globosa ma ellittica, e che la sua attrazione  tale che ci obbliga ad ammettere il suo interno essere pi denso dell'esterno, e la sua densit crescere con qualche grado di regolarit dalla superficie andando verso il centro, e ci a strati ellitticamente disposti intorno a questo; circostanze che non sembrano poter accadere senza una successiva deposizione di materiali, tale da permettere che la pressione fosse propagata con un certo grado di libert da una parte della massa ad un'altra, quand'anche dubitassimo di ammettere uno stato di primitiva fluidit.
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314. Ma da queste indicazioni non si pu conchiudere nulla di distinto; e se vogliamo specolare con qualche probabilit su di uno stato primitivo o lontano del nostro globo e sulla successione di avvenimenti che di tempo in tempo possono aver mutata la condizione e la forma della sua superficie, dobbiamo ristrignere le nostre ricerche dentro limiti assai meno estesi, ed a soggetti molto pi adattati alla nostra capacit, che non sono la creazione del mondo e il modo con cui ha assunto la sua presente figura. Queste, per verit, erano le predilette specolazioni di una generazione di geologi ora estinta; ma la scienza medesima ha da mezzo secolo subto un cambiamento totale di carattere, e finalmente  stata pur essa fatta degna d'entrare nel numero delle scienze induttive. I geologi non confondono pi adesso le loro imaginazioni con istrane teorie sulla formazione del globo dal caos, o sul suo passaggio per una serie di trasformazioni ipotetiche, ma attendono piuttosto ad un accurato e diligente esame delle memorie del suo antico stato, che trovano indelebilmente impresse nei gran lineamenti della sua presente superficie, ed alle prove di vita e di abitazione in tempi remoti, che gli avanzi organici rinchiusi e conservati nel suo seno indubitatamente presentano.
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315. Le memorie di questo genere non sono n poche n vaghe; e sebbene l'antiquato loro linguaggio, quando cerchiamo d'interpretarle troppo minutamente, possa condurre, e sovente conduca ad errori, tuttavia il suo senso generale  il pi delle volte piano e soddisfacente. Queste memorie c'insegnano in termini troppo chiari perch siano frantesi, che tutte o quasi tutte le presenti nostre terre e i continenti erano anticamente al fondo del mare, dove ricevevano depositi di materiali provegnenti dal consumo e dallo sfacimento di altre terre non pi esistenti, e somministravano ricettacoli agli avanzi di animali marini e di piante abitanti l'oceano, come pure a somiglianti spoglie della terra trascinate dalle acque nel suo seno.
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316. Questi avanzi vengono di quando in quando in luce; e il loro esame ha prodotto una prova indubitabile dell'antica esistenza di uno stato di natura animata assai diverso da quello che ora si vede sul globo, e di un'epoca anteriore a quella in cui divenne abitazione dell'uomo, o per dir meglio, di una serie di epoche di durata incognita, nelle quali la terra e il mare erano fecondi di forme di vita animale e vegetale che successivamente sparirono e diedero luogo ad altre, e questi di bel nuovo a novelle razze sempre pi avvicinantisi a quelle che adesso vi abitano, e finalmente comprendenti specie che sino ai nostri tempi si veggono propagate.
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317. Queste reliquie di un antico stato della natura cos maravigliosamente conservate (come antiche medaglie ed iscrizioni nelle rovine d'un impero) sono una specie di rozza cronologia, coll'aiuto della quale i successivi depositi degli strati in cui si trovano, possono essere divisi in epoche pi o meno definitamente limitate, e ciascuna di esse caratterizzata da qualche peculiarit che ci fa riconoscere i depositi di ciascun periodo in qualunque parte del mondo siano trovati. E da quanto si  sin qui investigato, l'ordine di successione in cui questi depositi furono fatti, appare essere stato lo stesso in ogni parte del globo.
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318. Molti degli strati che portano segni evidenti di essere stati depositati al fondo del mare ed erano necessariamente orizzontali, sono adesso veduti in una posizione grandemente inclinata all'orizzonte ed anche talora verticale. E spesso mostrano nelle loro piegature e nelle rotture, nel disgiungimento di parti che una volta erano contigue, e nell'esistenza di vaste collezioni di rottami, chiari segni e prove manifeste di gran violenza seguita nel produrre una parte almeno dei cambiamenti avvenuti.
319. Oltre alle rocce che portano questa testimonianza interna di depositi sottomarini, ve ne sono molte che non offrono alcuna prova di questa fatta, ma al contrario hanno tutta l'apparenza di dover la loro origine a volcani o a qualche altro modo di azione ignea; e in ogni parte del mondo, e fra strati di ogni et, occorrono prove cos abbondanti di quest'azione e in tanta copia, da indicare il volcano e il terremuoto come agenti che possono aver avuto parte nella produzione di quei cambiamenti di livello e di quelle violente separazioni che vediamo essere accadute.
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320. Nel render ragione di questi cangiamenti, i geologi oramai non hanno pi ricorso, come prima, a cause puramente ipotetiche siccome ad una mutazione dell'asse di rotazione della terra che abbia portato il mare ad inondarla per una sostituzione del lungo al breve diametro della figura sferoidale, n a maree prodotte dall'attrazione di comete subitamente avvicinatesi a picciola distanza dalla terra, n ad altre fantastiche ed arbitrarie ipotesi; ma piuttosto procurano di ristringersi ad una diligente considerazione di cause evidentemente operanti di presente, col disegno di riconoscere, in primo luogo, sino a qual punto sono capaci di spiegare i fatti osservati, e quindi di porre legittimamente sott'occhio, come fenomeni-residui, quegli effetti che non possono essere dichiarati. Quando questo sar stato in qualche parte eseguito, potremo pronunziare, con maggior sicurezza che non adesso, intorno alla necessit di ammettere una lunga successione di tremende e devastatrici catastrofi e cataclismi, - epoche di confusione terrifica e di violenza che molti geologi, forse giustamente, riguardano come indispensabili alla spiegazione delle forme presenti del mondo. Impareremo allora a distinguere gli effetti che per la loro produzione richieggono la subita applicazione di sforzi convulsivi e dirompenti, da quei cambiamenti forse non meno estesi che possono essere stati prodotti da forze eguali o pi potenti ancora, ma operanti con minore irregolarit e cos distribuite nei tempi da produrre nessuno di quegl'interregni di confusa anarchia che siamo inclinati a riguardare, forse erroneamente, quai gran deturpamenti di un ordine cos bello ed armonico come  quello della natura.
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321. Ma lo stimare giustamente gli effetti di cause adesso operanti in geologia non  facile assunto. Non vi  modo deduttivo o a priori di poter stimare la quantit dell'annuo corrodimento, per esempio, di un continente per l'azione di agenti meteorici, quali sono la pioggia, il vento, il gelo ecc., n l'ammontare della distruzione prodotta sulle sue coste dalla diretta violenza del mare, n la quantit di lava gettata fuori annualmente dai volcani su tutta la superficie della terra, n alcun altro simile effetto. E consultare su tutti questi punti la sperienza,  un metodo lento e faticoso se si vuol essere accurato, e fallacissimo quando sia soltanto parzialmente eseguito. Molto adunque debbe ora lasciarsi all'opinione e a quella sorta di tatto discernitore che alcune volte tocca il segno prima della sperienza; ma questo non ha da impedire che per noi si facciano tutti gli sforzi possibili per acquistare cognizioni esatte su quei punti, che soli possono rendere la geologia, se non una scienza sperimentale, almeno di quel genere di osservazione attiva che maggiormente le si avvicina, quando l'attuale sperimento  impossibile.
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322. Prendiamo, per esempio, la questione "qual  l'attuale direzione nella quale cambiamenti di livello relativo vanno operandosi fra le terre ed i mari esistenti?" Se consultiamo una sperienza parziale, vale a dire, tutte le cognizioni che abbiamo intorno agli antichi limiti del mare, agli scandagli ecc., ci troveremo soltanto confusi da una massa di contraddicenti, perch imperfette, testimonianze. Egli  ovvio che il solo mezzo di decidere la questione  di verificare, con osservazioni precise ed accurate in luoghi adattati sulle coste, scelti dove esistono segni naturali non soggetti a cambiare nel corso almeno di un secolo, quale sia la vera elevazione di tali segni al di sopra del livello medio del mare, moltiplicando sufficientemente queste stazioni su tutto il globo per poterne ricavare una vera ed utile conoscenza. Ma questa non  un'operazione troppo facile, considerando l'accuratezza richiesta; poich il livello medio del mare non pu essere determinato da poche osservazioni, come non si pu determinare in egual modo l'altezza media del barometro ad una data stazione, essendo soggetto all'influenza tanto delle variazioni periodiche quanto delle accidentali cagionate dalle maree, dal vento, dalle onde e dalle correnti. Tuttavia se si fabbricasse uno stromento adattato a quest'oggetto che potesse facilmente mettersi in uso, e se si spiegassero accuratamente le regole da seguirsi nell'adoperarlo, non  da dubitarsi che presto (per diligenza di osservatori sparsi in tutto il mondo) possederemmo una preziosa massa di cognizioni, che non mancherebbero di offrire un punto di partenza alla vegnente generazione, servendo di base alla sola specie di argomento che possa mai essere conclusivo in queste materie.
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323. La geologia per la grandezza e per la sublimit degli oggetti di cui tratta, nell'ordine delle scienze, prende certamente posto presso l'astronomia; e come questa i suoi progressi dipendono dalla continua accumulazione di osservazioni proseguite per una serie di secoli. Ma diversa in questo dall'astronomia, le osservazioni dalle quali dipende, quando si considera tutta l'estensione del soggetto da esplorarsi, possono appena dirsi incominciate. Tuttavia per compenso vi  questa differenza importante che mentre nell'una egli  impossibile di richiamare il passato o d'entrare anticipatamente nel futuro, e per conseguenza l'osservazione  limitata ad un sol fatto in un sol momento, nell'altra le memorie del passato sono sempre presenti, possono essere esaminate e riesaminate quante volte ci piace, e null'altro richiedono se non diligenza e criterio per metterci al possesso dei fatti che contengono. Una picciolissima parte soltanto della superficie del nostro globo  sin qui stata diligentemente esaminata nei suoi particolari, e di questa picciola porzione non possiamo far altro che razzolare alla superficie, poich null'altro sono quegli scavamenti che a noi paiono esplorazioni delle viscere della terra, - le pi profonde miniere che si siano scavate penetrando appena oltre la diecimillesima parte della distanza tra la superficie della terra e il suo centro. Necessariamente induzioni formate su di un esame cos limitato possono soltanto essere riguardate come provvisionali, tranne in quei casi rimarchevoli nei quali le stesse gran formazioni, disposte sello stesso ordine, sono state riconosciute in luoghi assai lontani l'uno dall'altro e senza eccezione. Tuttavia questo non pu durar lungamente. L'ardore col quale questo soggetto venne studiato per molti anni nel nostro paese,  stato rimunerato con una messe cos ricca di sorprendenti ed inaspettate scoperte, ed ha fatto investigare la nostr'isola cos minutamente, che un corrispondente ardore si  manifestato fra i nostri vicini del continente; mentre lo stesso zelo che anima i nostri compaesani nella loro terra natia, gli accompagna nel loro soggiorno all'estero ed ha gi cominciato a somministrare un capitale di cognizioni relativamente alla geologia del nostro impero delle Indie, come di ogni altro punto dove l'intelletto e le ricerche inglesi possono penetrare.
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324. Nulla  tanto da desiderarsi quanto che ogni possibile facilit ed incoraggiamento siano prti a tali ricerche, ed agli studi di ogni individuo illuminato, s tra i residenti all'estero che tra i viaggiatori, in ogni parte della scienza, da coloro che rappresentano l'autorit nostra nazionale dovunque il nostro potere si stende. Per questi studi soli la nostra conoscenza dell'attuale stato della superficie del globo, e degli animali e dei vegetali dei continenti e dei mari antichi, pu estendersi e perfezionarsi; mentre una pi compiuta cognizione che non possediamo al presente della natura di quelli che esistono, e dell'influenza dei cambiamenti di clima, di alimento, e di circostanze su di loro, porgeranno un aiuto essenziale alle nostre specolazioni intorno alle specie che si sono estinte.
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CAPITOLO 4.
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Dell'esame dei costituenti materiali del mondo.
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Mineralogia
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325. Lo studio della storia e della struttura del nostro globo e l'esame dei fossili contenuti ne' suoi strati, ci conducono naturalmente a considerare i materiali che lo compongono. La storia di questi materiali, le loro propriet come oggetti d'investigazioni filosofiche, e la loro applicazione alle arti utili ed ai diletti della vita, coi caratteri dai quali possono essere con certezza distinti l'uno dall'altro, formano l'oggetto della mineralogia presa nel suo senso pi esteso.
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326. Nessun'altra parte di scienza presenta come questa tanti punti di contatto con altre divisioni di ricerche fisiche, e com'essa serve di anello fra tanti punti lontani di filosofica specolazione. Al geologo, al chimico, all'ottico, al cristallografo, al fisico, offre specialmente i veri elementi dei loro studii, ed un campo per molte delle loro pi belle e pi importanti investigazioni. N, dalla chimica in fuori, ve n'ha alcuna che sia passata per pi rivoluzioni o si sia mostrata sotto una maggior variet di forme. Appena si pu dire che gli antichi la conoscessero, e sino ad un'epoca comparativamente recente nulla poteva essere pi imperfetto delle sue descrizioni, nulla pi mancante di artifizio e meno naturale della sua classificazione. I minerali pi importanti nelle arti, quelli che sono impiegati ad usi economici, o da cui si estraggono i metalli, erano soggetto di attenzione sino ad un certo grado per ragione dello loro utilit e del loro valore commerciale, e le pietre preziose perch servivano d'ornamento. Ma finch le loro forme cristalline non furono attentamente osservate e mostrate essere caratteri determinati su cui si poteva far fondamento, nessun mineralogista avrebbe saputo dare esatta ragione della vera distinzione fra un minerale ed un altro.
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327. Tuttavia si fu soltanto quando l'analisi chimica ebbe acquistato un certo grado di precisione e di applicabilit universale che l'importanza della mineralogia, come scienza, cominci ad essere riconosciuta e che la connessione tra i caratteri esterni di una pietra e gl'ingredienti che la compongono fu distintamente notata. Fra questi caratteri niuno fu per altro trovato che fosse distinto in modo cos eminente come le forme cristalline; carattere altamente geometrico ed offerente, come ben si pu supporre, la pi evidente prova della sua necessaria connessione con l'intima costituzione della sostanza. Ci non di meno tutta l'importanza di questo carattere non fu sentita finch la sua connessione con la struttura o sfaldamento di un minerale non fu mostrata, ed anche allora ci vollero molti e sorprendenti esempi del discernimento critico di Hay e di altri eminenti mineralogisti nel predire, dal misuramento degli angoli di cristalli che erano stati confusi insieme, che si troverebbero esistere differenze nella loro composizione chimica, il che tutto fu pienamente provato dai risultamenti prima che il pregio essenziale di questo carattere fosse riconosciuto. Questo era senza dubbio in gran parte dovuto all'alta importanza data dai mineralogisti tedeschi a quei caratteri esterni di tatto, vista, peso, colore ed altre qualit sensibili che, dal peso in fuori, non possono gran fatto essere con esattezza determinati, e vanno soggetti a variazioni essenziali nei differenti saggi del medesimo minerale. Per gradi, tuttavia, la necessit di attribuire un gran peso ad un carattere cos definito fu ammessa, specialmente quando si ebbe considerato che lo stesso passo, il quale manifest l'intima connessione della forma esterna coll'interna struttura, dava al mineralogista i mezzi di ridurre tutte le forme che un minerale pu prendere ad un tipo generale, o forma primitiva, e porgeva fondamento ad una leggiadra spiegazione teorica della formazione di figure definite ab initio.
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328. Una semplice e bella invenzione del Dr. Wollaston, - il goniometro riflessore - diede un nuovo impulso a quell'idea che fa della forma cristallina l'essenziale o primo carattere in mineralogia, col fare che, per mezzo dell'esame della menoma porzione di un cristallo rotto, sia in potere di ognuno di riconoscere e di verificare quell'importante carattere da cui l'identit di un minerale nel sistema di Hay vien fatta dipendere. L'applicazione di un metodo cos pronto ed esatto rapidamente condusse ad importanti risultati e ad una distinzione ancor pi sottile di specie minerali che non si fosse potuta fare per l'addietro; e la conferma di questi risultamenti per mezzo dell'analisi chimica, impresse loro un carattere scientifico e deciso, che hanno dappoi sempre conservato.
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329. Intanto i progressi fatti nella chimica analisi avevano menato all'importante conclusione che ogni composto chimico atto ad assumere lo stato solido prende con esso una forma cristallina determinata; e i progressi della scienza ottica avevano mostrato che la forma cristallina fondamentale, almeno nel caso di corpi trasparenti, porta seco una serie di propriet ottiche non meno singolari che importanti relativamente alle modificazioni della luce nel suo passaggio a traverso tali sostanze. Cos sotto ogni aspetto si aggiungeva importanza a questo carattere; e lo studio delle forme cristalline dei corpi prese in generale la qualit di ramo di scienza separato e indipendente, di cui le forme geometriche del mondo minerale non furono altro che un caso particolare. La mineralogia, come parte di storia naturale, rimane tuttavia distinta e dall'ottica e dalla cristallografia. Il mineralogista  pago, e crede di aver fatta la parte sua, se non come storico naturale almeno come classificatore e ordinatore, quando  giunto a dare una descrizione cos caratteristica di un minerale che lo distingua efficacemente da ogni altro, e metta chiunque incontri un simil corpo in qualunque parte del mondo in grado di dargli il suo nome, assegnargli un luogo nel suo sistema, e ricorrere a' suoi libri per un'ulteriore descrizione di tutto ci che il chimico, l'ottico, il lapidario o l'artista hanno bisogno di sapere. E questa non  pur cosa facile; le laboriose ricerche dei pi valenti mineralogisti non possono ancora dirsi averla veramente eseguita; e la sua difficolt pu essere stimata dal picciol numero di minerali semplici, o minerali di caratteri perfettamente definiti e ben distinti, che sin ora si sono descritti. N v' da maravigliarsene quando consideriamo che la massima parte delle rocce e delle pietre che compongono la crosta esterna del globo non sono altro che un detritus accumulato di rocce pi antiche, in cui i frammenti e la polvere di un'infinita quantit di sostanze varie sono mescolate insieme in ogni sorta di proporzioni varianti e in un modo tale da rendere inutile un tentativo di separazione. Molte di queste rocce in tal maniera composte s'incontrano tuttavia con sufficiente frequenza ed uniformit di carattere perch abbiano acquistato nomi e siano state utilmente impiegate; anzi per questo rispetto, i minerali di questa sorta sono di gran lunga superiori a tutti gli altri. Come oggetti adunque di storia naturale sono degnissimi di attenzione, bench sia difficile di assegnar loro un posto in una classificazione artifiziale.
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330. Questa pochezza di minerali semplici  tuttavia forse pi apparente che reale, e in proporzione che le ricerche del chimico e del cristallografo si saranno estese per tutta la natura, essi diverranno senza dubbio pi numerosi. E per verit nelle grandi officine della natura, non  da dubitarsi che non si faccia quasi ogni specie di operazione chimica, e che composti d'ogni qualit non vengano quindi continuamente a formarsi. Epper si osserva che le lave e le scorie gettate fuori dai volcani sono ricettacoli in cui costantemente si scoprono prodotti minerali dapprima sconosciuti, e che le formazioni primitive, come si chiamano in geologia, le quali non mostrano segni di essere state prodotte dalla distruzione di altre, sono pure rimarchevoli per la bellezza e pel carattere distinto dei loro minerali.
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331. La gran difficolt che si  incontrata nei tentativi di classificare lo sostanze minerali secondo i loro costituenti chimici,  provenuta dall'aver osservato che in alcuni saggi di minerali aventi quella generale somiglianza per altri rispetti, e quelle uniformit che sembrerebbero doverli far riguardare come della medesima specie, v'ha la presenza d'ingredienti stranieri alla solita composizione della specie, e ci talvolta in s gran proporzione da non potersi ragionevolmente credere l'effetto d'impurit accidentali. Questi casi, ed alcune anomalie osservate nella classificazione di minerali secondo le loro forme cristalline, le quali sembravano mostrare che le stesse sostanze potessero talora apparire sotto due forme distinte, come pure alcune notevoli coincidenze tra le forme di sostanze totalmente distinte l'una dall'altra in un punto di vista chimico, hanno da poco tempo fatto sorgere un ramo curioso ed importante della scienza della cristallografia. L'isomorfismo di certi gruppi di elementi chimici ci ha gi prto un esempio illustrativo della maniera nella quale le induzioni sono qualche volta inaspettatamente verificate (V. Paragrafo 180). Le leggi e le relazioni cos rilevate sono tra le pi belle parti della scienza moderna, e sembrano dovere nel loro sviluppo ulteriore offrire un vasto campo all'esercizio delle ricerche chimiche e mineralogiche. Gi hanno presentato una serie innumerevole di begli esempi di quel passo importante nella scienza per cui le anomalie spariscono e le accidentali incongruenze si conciliano sotto espressioni pi generali di leggi fisiche, e cos concorrono a rinforzare quelle stesse teorie che, quando furono primamente osservate, parevano dover atterrare. Niente in fatto sorprende maggiormente che il vedere quel medesimo ingrediente che tutti i chimici e tutti i mineralogisti andavano d'accordo nel disprezzare e nel rigettare come una semplice impurit casuale, essere chiamato in sostegno di una teoria espressamente diretta all'oggetto di difendere la scienza dall'imputazione di trascurare in alcuna circostanza i manifesti risultamenti di una diretta esperienza.
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Chimica.
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332. Le leggi concernenti all'intima costituzione dei corpi, non in ci che riguarda la loro struttura o la maniera in cui le loro parti sono poste insieme, ma in quanto riflettono i loro materiali o gl'ingredienti di cui queste parti sono composte, sono l'oggetto della chimica. Un corpo solido pu essere riguardato come un edifizio pi o meno regolarmente ed artificialmente costrutto, nel quale i materiali e la forma possono essere separatamente considerati, ed in cui, sebbene questa sia rovinata e confusa dalla violenza, gli altri rimangono inalterati nella loro natura, bench diversamente disposti. Nei corpi liquidi od aerei, quantunque vi sia una minor differenza in fatto di struttura ed una maggior facilit di disperdimento che nei solidi, sussiste tuttavia un'eguale diversit di materiali i quali danno loro propriet assai diverse le une dalle altre.
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333. L'attivit inerente della materia  provata non solamente dalla produzione del moto per le mutue attrazioni e repulsioni di masse lontane o contigue, ma eziandio dai cambiamenti e dalle trasformazioni apparenti cui diverse sostanze vanno soggette nelle loro qualit sensibili pel solo mescolarsi. Se si aggiunga acqua ad acqua, o sale a sale, l'effetto sar un aumento di quantit ma non un cambiamento nella qualit. In questo caso l'azione mutua delle particelle  intieramente meccanica. Che se una polvere turchina ed un'altra gialla, perfettamente asciutte, saranno mescolate e bene scosse insieme, una polvere verde verr ad essere prodotta; ma questo  un mero effetto cagionato nell'occhio dall'intima mescolanza della luce gialla e della turchina separatamente e indipendentemente riflesse dalle minute particelle delle due polveri: e se ne ha la prova in questo che nell'esaminare la mescolanza col microscopio, si trova che i granelli gialli e turchini sono separati e non hanno sofferto alterazione. Se lo stesso sperimento vien fatto con liquidi colorati atti a mescolarsi senza azione chimica, si produce parimente un colore composto, ma nessun esame di microscopio  allora capace di scoprire gl'ingredienti; e la ragione ovvia n' la minutezza eccessiva delle parti, e la loro perfetta confusione, prodotta dall'agitare dei due liquidi insieme. Nella mescolanza delle due polveri una pazienza infinita potrebbe separare gl'ingredienti scernendo granello da granello coll'aiuto di un microscopio. Ma quando si fa una mescolanza di liquidi; nessuna separazione meccanica diviene praticabile; le particelle sono cos minute da sfuggire ad ogni ricerca. Tuttavia questo non c'impedisce di riguardare una tale composizione come niente pi di una mera mescolanza, e le sue propriet sono per conseguenza intermediarie fra quelle dei liquidi mescolati. Ma questo non accade in tutti i liquidi. Quando una soluzione di potassa, per esempio, ed un'altra di acido tartarico, ambe perfettamente liquide, sono mescolate insieme in date proporzioni, una gran quantit di una sostanza salina solida cade al fondo del recipiente, la quale  affatto diversa dalla potassa e dall'acido tartarico, e il liquido dal quale si deposita non offre indizio, n dal gusto n da altra sensibile qualit, degli ingredienti mescolali, ma di un non so che totalmente diverso da quelli. Egli  evidente che questo  un fenomeno tutto differente da quello della semplice mescolanza; un gran cangiamento radicale  seguito nell'intima natura degl'ingredienti per cui  prodotta una sostanza novella che prima non esisteva. E questo cangiamento  stato prodotto dall'unione degl'ingredienti posti in contatto l'uno coll'altro; poich da un esame si ricava che nulla  stato perduto, il peso di tutta la mistura essendo la somma dei pesi mescolati. Tuttavia la potassa e l'acido tartarico sono intieramente spariti, e il peso del nuovo prodotto si trova esattamente eguale a quello dell'acido tartarico e della potassa presi insieme, tranne una picciola porzione rimasta in soluzione nel liquido, che si pu ottenere per mezzo della svaporazione. Essi si sono dunque combinati e stanno uniti e coerenti l'uno all'altro con una forza sufficiente a formare un solido da un liquido; forza posta in azione dal solo presentarli l'uno all'altro in uno stato di soluzione.
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334. Egli appartiene alla chimica l'investigare questi ed altri simili cambiamenti, o il contrario di questi quando una sola sostanza si risolve in due o pi, aventi propriet diverse da quella, e fra se stesse, e il pesare tutte le circostanze che vi possono influire, e che determinano, modificano, o sospendono la loro operazione, sia che quest'influenza sia effetto del calore o del freddo, del tempo e del riposo, dell'agitazione, o della pressione, o di qualunque altro degli agenti di cui abbiamo acquistato una conoscenza, quali sono l'elettricit, la luce, il magnetismo, ecc.
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335. Le maravigliose e subite trasformazioni operate dalla chimica, la violenta attivit spesso mostrata da sostanze ordinariamente considerate come le pi inerti e le pi pigre, e sopra tutto il lume che ne ricaviamo sulla natura d'innumerevoli operazioni che vediamo farsi ogni giorno intorno a noi, hanno contribuito a renderla la pi popolare, come  una delle pi utili fra le scienze; epper non ne troveremo alcuna che nello scorso secolo abbia progredito con un vigore cos straordinario, e che abbia influito tanto a promuovere in altre un progresso corrispondente. Una delle principali cause della sua popolarit  per avventura da cercarsi in questo, che di tutte le scienze ella  forse la pi compiutamente sperimentale; e le sue stesse teorie sono per la maggior parte di quella specie generalmente intelligibile e facilmente applicabile, che non richiede un'intensa concentrazione di pensiero, e non mena ad alcuna profonda ricerca matematica. Il semplice metodo di generalizzazione induttiva, fondata sull'esame di fatti numerosi, tutti offerenti un considerevole interesse intrinseco,  bastato nella maggior parte dei casi a condurre per una via piana e diretta alle sue pi alte leggi conosciute. Per altra parte queste leggi, quando sono stabilite, non sono ancora pienamente sufficienti a guidarci, salvo in casi assai limitati, ad una conoscenza deduttiva di particolari non ancora esaminati; o almeno non  da farne uso senza una gran prudenza e senza ricorrere costantemente allo sperimento quasi freno al nostro raziocinio. Cosicch possiamo giustamente riguardare gli assiomi della chimica, queste vere chiavi del raziocinio deduttivo, come ancora sconosciuti e tali da rimaner forse per lungo tempo ignorati. N questo  da attribuirsi a colpa de' suoi coltivatori nel cui numero furono e sono uomini del pi alto e del pi vario ingegno e di pari perseveranza, ma all'inerente complessit del soggetto, e all'infinita moltitudine di cause che nella chimica concorrono alla produzione di ogni, bench semplicissimo, fenomeno.
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336. La storia della chimica (sulla quale tuttavia non ci diffonderemo)  piena di attrattive per coloro che si dilettano a noverare i passi coi quali il genere umano cammina alla scoperta del vero per una serie d'errori e di cattivi successi. Essa pu dividersi, 1o nell'epoca degli alchimisti, lamentevole negli annali delle aberrazioni intellettuali; 2o in quella delle dottrine flogistiche di Beccher e di Stahl in cui, quasi a provare l'infermit dalla mente umana, di due strade che sole si offrivano la cattiva fu scelta, ed una teoria venne universalmente creduta sulla fede di nomi celebri, di supposizioni ingegnose e di sperimenti non abbastanza precisi, che poi fu trovata falsa in ogni caso, quando si ricorse alle prove. Questo pure accadde non per ragione di sfortunate coincidenze o di sbagli individuali, ma per necessit e per un difetto inerente della stessa teoria, che imped i progressi della scienza (per quanto una scienza di sperimento pu essere impedita da una falsa teoria) coll'imbarazzare i suoi coltivatori con l'apparenza di contraddizioni nei loro sperimenti dove niuna realmente ve n'esisteva, col distruggere tutta la loro confidenza nell'esattezza numerica dei loro stessi risultati, e coll'avviluppare il soggetto in una nebbia di cause visionarie ed ipotetiche in luogo dei veri principii operanti. Cos nella combustione di qualunque sostanza incapace di risolversi in fumo si riconosce un aumento di peso, - le ceneri essendo pi pesanti che il combustibile. Quantunque volte questo fu veduto, non vi si fece tuttavia attenzione, riputandolo dovuto allo sprigionamento del flogisto, o principio d'infiammabilit, che si considerava essere o l'elemento del fuoco medesimo, o in qualche modo combinato con esso, e quindi essenzialmente luce. Si sa ora che l'accrescimento di peso procede dall'assorbimento e dalla combinazione di una quantit di un ingrediente peculiare chiamato ossigeno, tratto dall'aria, principio essenzialmente pesante. Per ci che riguarda al peso non importa se un corpo dotato di gravit sottentra, od uno distinto per leggerezza si sprigiona; ma v' questa palpabile differenza sotto un punto di visto filosofico, che l'ossigeno  una sostanza vera e producibile, e che il flogisto non  tale; che il primo  una vera causa, mentre il secondo  un essere ipotetico, introdotto per ispiegare ci che l'altro spiega assai meglio.
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337. La terza epoca della chimica - quella che pu chiamarsi enfaticamente chimica moderna - cominci (nel 1786) quando Lavoisier, con una serie di sperimenti memorabili, distrusse per sempre quest'errore e pose la chimica nel numero delle scienze esatte, - come scienza di numero, peso e misura. Da quel tempo sino al giorno presente essa progred sempre con passo accelerato, e a questo momento pu riguardarsi come pi progressiva che mai. I principali caratteri di questo progresso possono essere compresi sotto i capi generali che seguono:
1o La scoperta degli elementi prossimi, se non finali di tutti i corpi, e l'allargamento della lista degli elementi conosciuti fino al presente numero di circa cinquanta o sessanta sostanze.
2o Lo sviluppo della dottrina del calore latente di Black, con la sua serie d'importanti conseguenze, inchiusa la teoria scientifica della macchina a vapore.
3o Lo stabilimento della legge di Wenzel delle proporzioni definite fondata sui suoi propri esperimenti e su quelli di Richter; scoperta cha poscia venne a confondersi nella maggiore generalit della teoria atomica di Dalton.
4o La determinazione precisa dei pesi atomici dei diversi elementi chimici, principalmente dovuta alla maravigliosa diligenza di Berzelius, ed alla sua impareggiabile perizia dei mezzi chimici, come pure alle ricerche degli altri chimici delle scuole svezzese e tedesca, e dal nostro compaesano il Dr. Thomson.
5o L'assimilazione dei gassi e dei vapori, per cui siamo indotti a riguardare i primi, universalmente, come casi particolari dei secondi; generalizzazione risultante principalmente dagli sperimenti di Faraday sulla condensazione dei gassi, e da quelli di Gay Lussac e di Dalton sulle leggi della loro espansione per via del calore paragonata con quella dei vapori.
6o Lo stabilimento delle leggi della combinazione dei gassi e dei vapori per definiti volumi, di Gay Lussac.
7o La scoperta degli effetti chimici dell'elettricit, e dell'azione decomponente della pila voltaica, di Nicholson e Carlisle; l'investigazione delle leggi di tali decomposizioni di Berzelius e di Hisinger; la decomposizione degli alcali di Davy, e la successiva introduzione nella chimica di nuovi e poderosi agenti nelle loro basi metalliche.
8o L'applicazione dell'analisi chimica a tutti gli oggetti della natura organica ed inorganica; la scoperta dei costituenti finali di tutti e dei prossimi della materia organica, e la ricognizione delle distinzioni importanti che paiono dividere queste gran classi di corpi le une dalle altre.
9o Le applicazioni della chimica ad innumerevoli operazioni nelle arti e, fra gli altri utili oggetti, alla scoperta dei principii medici essenziali dei vegetali, e ad importanti medicamenti nel regno minerale.
10o Lo stabilimento della connessione intima tra la composizione chimica e la forma cristallina di Hay e Vauquelin, con le rettificazioni successive che l'espressione di questa connessione ha provate per mezzo di Mitscherlich, Rose ed altri col progresso delle cognizioni chimiche e cristallografiche.
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338. L'esaminare questi vari articoli minutamente sarebbe lo stesso che fare un trattato di chimica; ma poche osservazioni su di uno o due di essi, in quanto hanno relazione coi principii generati di tutta l'inquisizione scientifica, non saranno inopportune. E primamente per riguardo alla scoperta di nuovi elementi, si osserver che la chimica filosofica non tende a determinare quell'unico elemento essenziale del quale tutta la materia  composta - quell'unico principio finale dell'universo - pi che l'astronomia tenda a scoprire l'origine dei movimenti planetari nell'applicazione di una determinata forza di proiezione in una direzione determinata, o la geologia a salire alla creazione della terra. Pu darsi che un tale elemento esista. Alcune relazioni singolari state indicate nei pesi atomici dei corpi sembrano suggerire alle mentii amiche della specolazione ch'esso esiste: ma la chimica filosofica  paga di aspettare qualche fatto importante, il quale o pu occorrere inaspettatamente od essere suscitato dal lento progresso delle cognizioni a rivelarci la sua esistenza. Ci non pertanto la moltiplicazione de' cos detti corpi elementari  stata da taluni riguardata come inopportuna. Noi confessiamo che non siamo inclinati a entrare a parte di questa sentenza. Qualunque essi siano, l'ostinazione con cui resistono alla decomposizione, prova che sono ingredienti di un'altissima e primaria importanza nell'economia della natura; e tali che, in qualunque stato della scienza, sarebbe cosa indispensabile il conoscerli con perfetta familiarit. Simili ai teoremi particolari in geometria, che quantunque non arrivino al pi alto grado di generalit, hanno tuttavia i loro diversi fini ed un'estesa applicazione,  necessario ch'essi siano perfettamente intesi in tutte le loro parti. Che se arriveremo ad un'analisi di simili corpi, le propriet chimiche dei nuovi elementi che verranno allora a manifestarsi saranno soltanto conosciute per mezzo della nostra conoscenza di questi, o di altri composti della medesima classe, che saranno atti a formare. E tuttoch quest'analisi fosse per essere importantissima, anzi un avvenimento stupendo che cambierebbe la faccia della chimica, tuttavia non distruggerebbe nulla di ci che si  fatto, e non renderebbe inutile la menoma conoscenza sin'ora acquistata.
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339. La teoria atomica o la legge di definite proporzioni che  la stessa cosa presentata sotto una forma spogliata di ogni ipotesi, dopo le leggi della meccanica,  forse la pi importante che lo studio della natura abbia rivelata. La somma semplicit che la caratterizza, e che per se stessa  un indizio non equivoco del suo alto grado fra le fisiche verit, fu cagione che Dalton l'annunziasse a un tratto ne' suoi termini generali, dopo la contemplazione di pochi casi(63), senza passare per stazioni inferiori di una faticosa salita induttiva col mezzo di leggi subordinate, le quali, seguendo un corso contrario, sarebbero naturalmente state preparatorie, e avrebbero menato altri allo stesso segno proseguendo le ricerche di Wenzel e di Richter, se vi si fosse fatta la dovuta attenzione. Questo , in fatto, un esempio, e certamente notevolissimo, dell'effetto di quella naturale propensione a generalizzare ed a semplificare (di cui si  parlato al Paragrafo 171), la quale se talvolta conduce a troppo precipitate conclusioni, limitate poscia o distrutte da un'ulteriore sperienza,  tuttavia madre legittima di tutti i nostri pi pregevoli e pi fermi risultamenti. Casi come questo, in cui grandi, anzi immensi passi nella nostra conoscenza della natura, sono fatti ad un tratto e quasi senza sforzo intellettuale, debbono accrescere le nostre speranze del futuro progresso della scienza e, mostrandoci che le combinazioni pi semplici e pi ovvie sono quelle che si trovano concordar meglio coll'armonia della creazione, presentarci l'incoraggiante prospettiva di difficolt che diminuiscono in proporzione che si progredisce, invece di addensarcisi intorno in una crescente complicazione.
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340. Una conseguenza dell'immediata enunciazione della legge delle proporzioni definite nella sua forma pi generale  questa che le sue leggi subordinate - quelle che limitano la sua generalit in casi particolari, che diminuiscono il numero di combinazioni astrattamente possibile, e ristringono l'indistinta mescolanza degli elementi, - rimangono ancora a scoprirsi. Alcune limitazioni di questa fatta sono bens state rintracciate sino a un certo punto, ma non cos oltre come l'importanza del soggetto richiede; e questo presenter per qualche tempo ai chimici un abbondante soggetto di occupazione.
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341. La determinazione dei pesi atomici degli elementi chimici, come quella di altri dati fisici di primo ordine, per esser fatta con la pi scrupolosa esattezza, richiede un'investigazione che non solamente  della massima importanza, ma  pure di un'estrema difficolt. Indipendentemente dalle ragioni generali per cui si desidera una grande accuratezza a questo riguardo, ve n' una particolare al soggetto.  stato suggerito (dal Dr. Prout), e si  fortemente insistito (dal Dr. Thomson), che tutti i numeri rappresentanti questi pesi, i quali formano una lunga progressione, in cui gli estremi gi noti stanno tra loro nella proporzione di 1 a pi di 200, sono semplici moltipli pari del minimo di essi. Se questo fosse realmente vero, ne nascerebbero induzioni di tanta importanza da giustificare qualunque fatica intrapresa per la verificazione della legge come puramente induttiva. Ma nel presente stato dell'analisi chimica, col dovuto rispetto ad una cos alta autorit, confessiamo sembrarci che la cosa abbia bisogno di una maggiore conferma, perciocch pare dubbioso se tanta accuratezza sia gi stata ottenuta per cui si possa rispondere positivamente di una frazione non eccedente la trecentesima o quattrocentesima parte di tutta la quantit da determinarsi; per lo meno i risultati dei primi sperimentatori, ottenuti con la massima diligenza, spesso differiscono di una cifra maggiore; e questo grado di esattezza sarebbe, se non altro, indispensabile per verificare in modo soddisfacente la legge nelle parti pi alte della progressione.
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342. Tuttavia il solo agitarsi di una simile questione mostra una classe di fenomeni nella scienza fisica, di un genere remoto e singolare, e di un ordine altissimo e assai delicato, che non sarebbe possibile di conoscere se non in uno stato gi maturo di scienza non solamente pratica ma teorica, - intendiamo parlare di quelli che consistono in relazioni osservate fra i dati della fisica, che li dimostrano essere quantit non arbitrariamente supposte, ma dipendenti da leggi e da cause che finalmente potranno per loro mezzo essere rivelate. Un esempio notevole di una tale relazione  la legge curiosa che Bode osserv aver luogo nella progressione delle grandezze delle diverse orbite planetarie. Questa legge si trov interrotta fra Marte e Giove, cosicch egli fu indotto a credere che un pianeta mancasse in quell'intervallo; - mancanza cui molto tempo dopo fu stranamente supplito dalla scoperta di quattro nuovi pianeti in quel medesimo intervallo, le cui orbite tutte si conformano in dimensione alla legge citata; con una differenza cos picciola che si pu credere dovuta a cause indipendenti da quelle sulle quali la legge stessa  finalmente appoggiata.
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343. N sar fuor di luogo l'osservare che il progresso stato fatto in questa parte di chimica, e la considerevole esattezza cui si pu giungere nella chimica analisi, sono in gran parte dovuti ad una circostanza che a primo tratto si poteva appena credere dovesse molto influire sul progresso di una scienza, - vale a dire alla scoperta del platino. Senza i mezzi che questo inestimabile metallo ha posto a disposizione dei chimici,  difficile l'imaginarsi che la moltitudine di delicati sperimenti analitici stati necessari per costruire l'edifizio del presente sapere, potessero essere eseguiti. Questo, fra tante altre simili lezioni, c'insegner che gli usi pi importanti degli oggetti naturali non sono quelli che ci si presentano come i pi ovvii. L'utilit principale della luna per gli oggetti immediati dell'uomo gli rimase sconosciuta per cinque mill'anni dalla sua creazione. E poich non pu essere che innumerevoli ed importantissimi usi non rimangano a scoprirsi fra i materiali e gli oggetti che ci sono gi noti, come pure fra quelli che il progresso della scienza debbe quind'innanzi scoprire, possiamo nutrire una ben fondata espettazione, non solamente di un incremento costante nei mezzi fisici del genere umano, e di un necessario miglioramento della sua condizione, ma di continue forze aggiunte al nostro potere di penetrare negli arcani della natura e di conoscere le pi sublimi sue leggi.
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CAPITOLO 5.
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Delle forme non ponderabili della materia.
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Calore.
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344. Uno degli agenti primari nella chimica, dalla propria applicazione e dall'uso del quale dipende l'esito di un gran numero di ricerche, e di cui molte leggi importantissime ci sono rivelate da fenomeni di una natura chimica, si  il CALORE. Quantunque alcuni de' suoi effetti ci siano sempre dinanzi gli occhi come cosa di giornaliera occorrenza, tanto che appena esiste un'operazione nelle arti utili e nelle manifatture che non richiegga il suo intervento; quantunque indipendentemente da questa grande utilit e dalla proporzionale importanza di una conoscenza della sua natura e delle sue leggi, presenti in se stesso un soggetto di curiosissima specolazione; tuttavia non v' quasi agente fisico di cui abbiamo una conoscenza cos imperfetta, la cui intima natura sia pi celata, o le cui leggi siano di una cos delicata e difficile investigazione.
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345. La parola calore(64) generalmente si riferisce alla sensazione che proviamo avvicinandoci al fuoco, ma nel senso che prende nella fisica, denota la causa, qualunque ella siasi, di quella sensazione e di tutti gli altri fenomeni che nascono dall'applicazione del fuoco o di qualsivoglia altra causa riscaldante. Saremmo grandemente ingannati se riguardassimo la sensazione sola come un'indicazione della presenza di questa causa. Molte di quelle cose che eccitano nei nostri organi e specialmente in quelli del gusto una sensazione di calore, traggono questa propriet dagli stimolanti chimici e non dall'essere veramente calde. Quest'errore di giudizio ha prodotto una confusione corrispondente di linguaggio; quindi si erano altre volte(65) introdotte nella filosofia fisica moltissime conclusioni contrarie alla logica ed assurde. V'ha una quantit di agenti chimici che dal loro corrodere, annerire, e sciogliere o disseccare le parti di alcune specie di corpi, e dal produrre su di essi effetti generalmente non dissimili (sebbene intrinsecamente assai diversi) da quelli prodotti dal calore, in linguaggio inesatto e volgare si dicono ardere; e quest'errore si  persino radicato in pregiudizio, pel fatto che alcuni di questi agenti sono atti a divenire veramente caldi durante la loro azione sovra sostanze umide, per ragione della combinazione loro coll'acqua che questo contengono. Cos la calce e l'olio di vitriolo esercitano amendue una potente azione corrosiva sulle sostanze animali e vegetali, ed entrambi divengono violentemente caldi combinandosi coll'acqua. Essi sono adunque considerati nel linguaggio volgare come sostanze di natura calda; invece che nelle loro relazioni colla causa fisica del calore non si dipartono dalla generalit dei corpi similmente costituiti.
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346. La natura del calore  stata sin qui principalmente studiata sotto questi capi generali: -
1o Sue sorgenti, o fenomeni che ordinariamente accompagna.
2o Sua comunicazione dalle sue sorgenti a sostanze atte a riceverlo, e da queste ad altre, affine di scoprire le leggi che regolano la sua distribuzione nello spazio o nei corpi che l'occupano.
3o Suoi effetti sui nostri sensi, e sui corpi ai quali  comunicato nei suoi vari gradi d'intensit, per cui ci  dato di misurare questi gradi.
4o Sue intime relazioni cogli atomi della materia, come si mostrano nella sua attitudine ad acquistare uno stato latente sotto date circostanze, e ad entrare in certe combinazioni simili in qualche modo alle chimiche.
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347. Le pi ovvie sorgenti del calore sono il sole, il fuoco, la vita animale, le fermentazioni, le violente azioni chimiche di ogni specie, lo stropicciamento, la percussione, il fulmine o lo scoppio elettrico in qualunque maniera sia prodotto, la subita condensazione dell'aria, ed altre cos numerose e cos varie, che dimostrano la parte estesa ed importante che ha nell'economia della natura. Le scoperte dei chimici hanno tuttavia ridotto la maggior parte di queste alla classe generale di combinazione chimica. Quindi il fuoco, o la combustione di corpi infiammabili, non  altro che una violenta azione chimica che accompagna la combinazione dei loro ingredienti coll'ossigeno dell'aria. Il calore animale si riferisce in egual modo ad un'operazione che ha una certa analogia con una lenta combustione, per cui una porzione di carbonio, principio infiammabile esistente nel sangue,  unita all'ossigeno dell'aria nella respirazione, e viene cos rimossa dal sistema: e la fermentazione non  altra cosa se non una decomposizione di elementi chimici lentamente collegati, che si uniscono di bel nuovo sotto uno stato di combinazione pi permanente. L'analogia tra il sole e il fuoco terrestre  cos naturale che fu scelta da Newton per illustrare l'irresistibil forza di un argomento tratto da quel principio. Ma la natura del sole ed il modo in cui la sua maravigliosa diffusione di luce e di calore si mantiene, sono avvolti in un mistero che ogni scoperta fatta s in chimica che in ottica, lungi dal dilucidare, sembra rendere sempre pi profondo. Lo stropicciamento come sorgente di calore  troppo noto: noi ci freghiamo le mani per riscaldarle, e ungiamo gli assi delle ruote per impedire che accendano il legno; accidente che a dispetto di questa precauzione si vede talvolta capitare. Ma l'effetto dello stropicciamento, come mezzo di produr calore con quasi niun consumo di materiali, non era pienamente inteso finch non fu l'oggetto di sperimenti diretti di Rumford, i cui risultati sembrano avere stabilito il fatto straordinario che una quantit di calore illimitato pu ricavarsi dal fregamento continuato dei medesimi materiali. La condensazione sia dell'aria per mezzo della pressione o dei metalli per percussione,  un'altra potente origine di calore. Cos il ferro pu essere martellato con tanta destrezza da renderlo rovente, e la rapida condensazione di una parte d'aria rinchiusa pu accendere l'esca.
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348. I calori pi violenti che si conoscano, sono prodotti dalla concentrazione dei raggi solari per mezzo di lenti, - dalla combustione dei gassi ossigeno e idrogeno mescolati nella proporzione esatta in cui si combinano per produr l'acqua, - e dallo scaricamento di una corrente continua ed abbondante di elettricit per via di un picciolo conduttore. Siccome queste tre sorgenti di calore sono indipendenti l'una dall'altra, e ciascheduna pu essere posta in azione in un ristrettissimo spazio, nulla impedisce che tutte e tre siano adoperate sullo stesso punto, operazione con cui probabilmente si produrrebbero effetti infinitamente superiori a qualunque altro che si sia mai veduto.
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349. Il calore si comunica o per radiazione fra corpi lontani, o per conduzione fra corpi in contatto o fra le parti contigue di un medesimo corpo. Le leggi della radiazione del calore sono state studiate con molta attenzione e furono trovate offrire forti analogie con quelle della luce in alcuni punti, e differenze singolari in altri. Cos il calore che accompagna i raggi del sole si comporta, per ogni rispetto, come la luce; essendo soggetto a pari leggi di riflessione, di rifrazione ed anche di polarizzazione, come fu dimostrato da Brard(66). Tuttavia non sono identici fra loro; Sir William Herschel avendo mostrato con isperimenti decisivi, verificati da quelli di Sir H. Englefield, che in un raggio solare esistono raggi di calore che non sono luminosi e raggi di luce che non sono calefacienti.
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350. Il calore radiato da fuochi terrestri, e da corpi oscuramente caldi, qualunque sia il mezzo col quale l'abbiano acquistato (anche per esposizione ai raggi del sole), differisce d'assai dal calore solare in potenza di penetrare attraverso le sostanze trasparenti. Questa singolare ed importante differenza fu primamente notata da Mariotte, poscia divenne soggetto di molti curiosi sperimenti di Scheele, il quale trov che il calore terrestre e quello radiato da fuochi o corpi riscaldati  intercetto e trattenuto dal vetro od altri corpi trasparenti, mentre il solare non ; e che quello essendo cos trattenuto, li riscalda, mentre il secondo passando liberamente per essi non pu produrre quest'effetto. Le pi recenti scoperte di Delaroche hanno tuttavia mostrato che questa detenzione  compiuta solamente quando la temperatura della sorgente del calore  bassa; ma che questa temperatura divenendo pi alta, una porzione del calore radiato acquista la forza di passare pel vetro; e che la quantit che passa acquista sempre una pi larga e crescente proporzione col tutto, di mano in mano che il calore del corpo radiante si fa pi intenso. Questa scoperta  importantissima in quanto che stabilisce una comunione di natura fra il calore solare e il terrestre; nell'atto stesso che ci conduce a riguardare l'attuale temperatura del sole come di gran lunga eccedente quella di qualunque fiamma terrena.
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351. Varie teorie sono state formate per dar ragione di questi curiosi fenomeni; ma la cosa ha ancora bisogno di essere dilucidata da sperimenti, ed  tale che merita, e probabilmente ricompenser largamente le fatiche di coloro che quindi innanzi vi rivolgeranno la loro attenzione. La teoria della radiazione del calore, in generale, che sembra spiegar meglio i fenomeni conosciuti,  quella del sig. Prevost, il quale considera tutti i corpi come costantemente radianti calore in tutte le direzioni, mentre lo ricevono dagli altri per lo stesso mezzo di comunicazione, tendendo cos, in qualunque spazio in tutto o in parte occupato da corpi di varie temperature, a stabilire un equilibrio od un'eguaglianza di caldezza in tutte le parti. Abbiamo gi veduta l'applicazione di quest'idea alla spiegazione del fenomeno della rugiada (Paragrafo 167). Le leggi di questa radiazione, sotto varie circostanze, sono state test investigate con una bella serie di sperimenti, sul raffreddarsi dei corpi per via della loro propria radiazione nel vacuo, fatti da Dulong e Petit con tal maestria che offrono alcuni dei migliori esempi nella scienza dell'investigazione induttiva di leggi quantitative.
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352. La comunicazione del calore fra corpi in contatto, o fra le diverse parti di un medesimo corpo, si fa per un processo chiamato conduzione. In fatto non  altro che un caso particolare di radiazione, come si  altrove spiegato (Paragrafo 217); ma  un caso cos particolare da richiedere una separata ed indipendente investigazione delle sue leggi. La pi importante considerazione introdotta nella ricerca da questa peculiarit  quella del tempo. La comunicazione del calore per conduzione si fa il pi delle volte con somma lentezza, mentre quella che  effetto di una diretta radiazione, non  probabilmente meno rapida che la propagazione stessa della luce. L'analisi dei punti delicati e difficili che sorgono nella investigazione di questo soggetto nella sua riduzione ad un diretto trattamento geometrico  stata eseguita con mirabile successo da Fourrier, la cui morte recente ha privato la scienza di un ornamento che le era tanto pi necessario quanto pi i suoi coltivatori sano divenuti radi in questi ultimi anni. Questo acuto filosofo e profondo matematico ha sviluppato, in una serie di elaborate memorie presentato all'Istituto di Francia, le leggi della comunicazione del calore a traverso l'interno delle masse solide, poste sotto l'influenza di cause esterne di caldo e di freddo, ed ha in particolare applicato i suoi risultamenti alle condizioni dalle quali dipende il mantenimento della temperatura attualmente osservata sulla superficie della terra; all'influenza possibile di un supposto calore centrale sui nostri climi; ed alla determinazione dell'attuale ammontare del calore che ci viene dal sole, o almeno di quella porzione di esso da cui dipende la differenza delle stagioni.
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353. I principali effetti del calore sono le sensazioni di caldo o di freddo che sono la conseguenza del suo passare dentro o fuori dei nostri corpi; la dilatazione che cagiona nelle dimensioni di tutte le sostanze nelle quali  accumulato; i cambiamenti di stato che produce nella fusione dei solidi, e nel trasmutamento di essi e dei liquidi in vapore; e le mutazioni chimiche che opera con attuali decomposizioni effettuate nelle intime molecole di varie sostanze, specialmente quelle di cui i vegetali e gli animali sono composti; al che possiamo aggiugnere la produzione di fenomeni elettrici sotto certe circostanze nel contatto dei metalli, e lo sviluppo della polarit elettrica in sostanze cristallizzate.
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354. Il freddo  stato da taluni considerato come una qualit positiva, effetto di una causa opposta a quella del caldo; ma quest'idea sembra adesso (tranne forse una sola eccezione) essere universalmente abbandonata. La sensazione del freddo si spiega altrettanto facilmente col passaggio del calore al di fuori per la superficie del corpo, quanto quella del caldo col suo passaggio dal di fuori all'interno; e gli sperimenti citati in prova di una radiazione di freddo sono tutti perfettamente spiegati dalla teoria dello scambio reciproco di Prevost. Egli  tuttavia singolare il vedere quanto siano limitati i nostri mezzi di produrre un freddo intenso, in confronto di quelli che abbiamo di produrre un'accumulazione di calorico nei corpi. Questo  uno dei pi forti argomenti che si possano addurre in favore delle dottrine di coloro che mantengono esser possibile di esaurire intieramente il calore di un corpo, e di lasciarlo in uno stato di privazione totale. Ma  da considerarsi che i metodi conosciuti di generare il calore si aggirano principalmente sulla produzione di combinazioni chimiche. Quindi  facile il concepire che, per ottenere effetti frigorifici corrispondenti di una potenza eguale, ci sarebbe d'uopo di possedere i mezzi di effettuare una disunione fra gli elementi, attualmente combinati, altrettanto estesa e rapida quanto fu la loro unione che produsse il calore. Questo tuttavia non possiamo fare se non impegnandoli in combinazioni ancora pi energiche, vale a dire, in cui possiamo ragionevolmente aspettarci che si produca maggior calore con la nuova combinazione che non se ne distruggerebbe e se ne sottrarrebbe con la proposta decomposizione. Ma la chimica, senza l'aiuto di agenti elettrici, non offre mezzo di rompere subitamente l'unione di due elementi, e di ridurli entrambi ad uno stato di separazione. Si osserva peraltro una certa analogia a questa disunione ed alle sue conseguenze nella subitanea espansione di gassi condensati da uno stato liquido in vapore, che  la pi potente causa di freddo che si conosca.
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355. La dilatazione dei corpi per mezzo del calore  il soggetto di quella parte di scienza che  chiamata pirometria. Non v' corpo che non sia capace di essere penetrato dal calore, sebbene con maggiore o minore rapidit secondo i casi; e questa penetrazione (tranne pochissime eccezioni che dipendono da circostanze affatto peculiari) fa che tutti i corpi aumentino di volume, non senza una gran diversit nel grado di dilatazione prodotto dallo stesso grado di calore. Delle varie forme di corpi naturali, i gassi e i vapori si osservano essere i pi soggetti a dilatarsi; vengono poscia i liquidi, e per ultimo i solidi sono quelli che meno si dilatano. La dilatazione dei solidi fu il soggetto di ripetuti ed accurati misuramenti fatti da vari sperimentatori; fra i quali Smeaton, Lavoisier e Laplace sono i principali. Gi si  parlato della bella scoperta di Mitscherlich della dilatazione ineguale dei corpi cristallizzati (Paragrafo 266). Quella dei gassi e dei vapori fu esaminata quasi nello stesso tempo da Dalton e da Gay-Lussac, che indipendentemente giunsero entrambi alla conclusione di una eguale facolt di dilatarsi, esistente in tutti, la quale  una delle cose pi notevoli nella loro storia.
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356. La dilatazione dell'aria per via del calore porge forse il pi sicuro mezzo che si conosca di misurare i gradi di questo. Il termometro come fu originariamente costrutto da Cornelio Drebell, era un termometro a aria. Quelli che adesso sono comunemente usati misurano gli accrescimenti del calore non dal grado di dilatazione dell'aria, ma da quella del mercurio. Le ricerche di Dulong e di Petit hanno dimostrato che le sue indicazioni coincidono esattamente con quelle del termometro a aria in temperature moderate, quantunque ad altissime mostrino una deviazione sensibile ed anche considerevole. Per questo stromento che debbe la sua presente comodezza ed utilit alla felice idea di Newton, il quale fu il primo a pensare di fissare punti determinati nella sua scala, siamo in istato di stimare o almeno di identificare i gradi di calore; e quindi d'investigare con accuratezza le leggi della sua comunicazione e le altre sue propriet. Se fossimo certi che addizioni eguali di calore producessero incrementi eguali di dimensione nelle sostanze, le indicazioni di un termometro porgerebbero una vera e certa misura della quantit presente; ma questo  cos lontano dall'esser vero, che siamo quasi in un'ignoranza totale su di questo punto importante; cosa che riempie di difficolt la via di ogni raziocinio teorico, e delle stesse ricerche sperimentali. In conseguenza di questo difetto di una necessaria conoscenza preliminare, le leggi della dilatazione dei liquidi sono ancora avvolte in grande oscurit, a malgrado delle fatiche impiegatevi cogli elaborati sperimenti e coi calcoli di Gilpin, Blagden, Deluc, Dalton, Gay-Lussac e Biot.
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357. Il pi notevole e pi importante tra gli effetti del calore  tuttavia il suo squagliare le sostanze solide e il trasmutare che fa dei liquidi cos prodotti in vapore. Non vi  sostanza solida conosciuta che con un calore sufficientemente intenso non possa esser fusa e finalmente dissipata in vapore; e quest'analogia  cos estesa e stringente che siamo costretti a supporre tutti quei corpi che sono liquidi in circostanze ordinarie, dovere la loro liquidezza al calore, ed esser pronti a congelarsi o divenir solidi se il loro calore potesse essere sufficientemente diminuito. In molti vediamo che questo accade negl'inverni ordinari; per alcuni si richieggono geli rigorosi; altri s'agghiacciano solamente ai pi intensi freddi artifiziali; e taluni hanno sin qui resistito a tutti i tentativi; tuttavia il numero di questi ultimi  picciolo, e probabilmente cesseranno di essere eccezioni tosto che i nostri mezzi di produrre il freddo si saranno allargati.
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358. Un'analogia simile a questa ci mena a conchiudere che tutti i fluidi aeriformi sono meramente liquidi tenuti in istato vaporoso dal calore. Molti di essi sono stati attualmente condensati nello stato liquido dal freddo accompagnato da una pressione violenta; e di mano in mano che si accrebbero i nostri mezzi d'impiegare queste cause di condensazione, altri pi ritrosi furono successivamente domati. Quindi abbiamo un fondamento di stendere la nostra conclusione a quelli che sin ora non abbiamo potuto vincere; e cos siamo condotti a riguardare come un fatto generale che gli stati liquido, aeriforme o vaporoso dipendono interamente dal calore; che se non fosse per questa causa, non vi sarebbe altro che solidi in natura; e che da un'altra parte null'altro si richiede se non una sufficiente intensit di calore per distruggere la coesione di ogni sostanza e ridurre tutti i corpi prima in liquidi e poscia in vapore.
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359. Ma i solidi stessi per la sottrazione del calore si restringono nelle loro dimensioni, e nello stesso tempo divengono pi duri e pi frangibili, cedono meno alla pressione, e permettono una minor separazione tra le loro parti per causa di tensione. Questi fatti uniti alla maggiore comprimibilit dei liquidi, e alla pi grande ancora dei gassi, c'inducono fortemente a credere che il calore solo  quello che tiene le particelle dei corpi a quella distanza l'una dall'altra, che  necessaria perch vi sia luogo a compressione; ch'esso d loro in fatto la elasticit ed opera come forza opposta alla mutua attrazione, che altrimenti le trarrebbe a contatto attuale, e le manterrebbe in uno stato di assoluta immobilit. Cos impariamo a riguardare il calore come uno dei gran poteri che mantengono l'universo e a dare alle sue leggi e alle sue relazioni un grado d'importanza che giustamente le renda meritevoli delle pi assidue investigazioni.
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360. Il Dr. Black fu il primo ad osservare che quando il calore produce la liquefazione di un solido o il trasmutamento di un liquido in vapore, il liquido o il vapore che ne risulta non  pi caldo del solido o del liquido da cui fu prodotto, quantunque molto calore sia stato speso nel produrre questo effetto, e sia attualmente entrato nella sostanza.
361. Quindi egli trasse la conclusione ch'esso divenne latente e che continua ad esistere nel prodotto, mantenendolo nel suo nuovo stato senz'accrescere la sua temperatura. Egli prov inoltre che quando il vapore si condensa, o il liquido si congela, questo calore latente se ne sviluppa di bel nuovo. Questa grande scoperta, con la sua naturale concomitante che si pu appena credere di minore importanza, cio quella della differenza dei calori specifici in diversi corpi, o delle differenti quantit di calore che richieggono per innalzare egualmente la loro temperatura, sono le ragioni principali che si hanno di riguardare il calore come sostanza materiale in una maniera pi decisa che la luce, con la quale nel suo stato radiante ha una cos stretta analogia.
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362. Il soggetto del calore latente  stato studiato assai meno attentamente di quello che la sua grande importanza pratica sembrerebbe domandare, se consideriamo che la teoria della macchina a vapore si riferisce principalmente a questa parte di scienza fisica, e che non  irragionevole l'aspettare grandi miglioramenti in quell'ordigno maraviglioso, da una conoscenza pi estesa, che non  quella che possediamo, dei calori latenti dei diversi vapori. Non si pu tuttavia dire lo stesso del calore specifico che immediatamente dopo la sua prima promulgazione fu studiato con diligenza da Irvine; e dopo un breve intervallo da Lavoisier e Laplace, come pure dal nostro compaesano Crawford, il quale determin i calori specifici di molte sostanze s solide che liquide. Dopo un tempo considerevole d'inattivit, questo studio fu ripigliato da Delaroche e Brard, e poscia da Dulong e Petit: il risultamento, delle cui investigazioni  stato lo stabilimento induttivo di una di quelle semplici e leggiadre leggi fisiche che portano seco, se non la loro prova, almeno una raccomandazione alla nostra credenza, essendo d'accordo con tutto ci che conosciamo dell'armonia della natura. La legge cui alludiamo  questa: - che gli atomi di tutti gli elementi chimici semplici hanno esattamente la stessa capacit di calore, cio a dire sono tutti egualmente fatti caldi o freddi da eguali addizioni o sottrazioni di calore. Egli  soltanto in mezzo a leggi come questa che possiamo sperare di trovare un filo atto a guidarci ad una conoscenza della vera natura del calore e delle sue relazioni colla materia ponderabile.
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Magnetismo ed Elettricit.
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363. Questi due soggetti che avevano lungamente conservata un'esistenza indipendente, ed erano stati studiati come parti separate di scienza, sono finalmente al tutto riuniti. Questo  forse il risultamento pi soddisfacente che le scienze sperimentali abbiano sinora ottenuto. Tutti i fenomeni di polarit magnetica, di attrazione e repulsione, si sono finalmente venuti a risolvere in un fatto generale, che due correnti di elettricit, se si muovono nella medesima direzione si rispingono, e se in direzioni contrarie si attraggono vicendevolmente. I fenomeni della comunicazione del magnetismo, e ci che si chiama il suo stato indotto rimangono soli a spiegarsi; ma la bella teoria stata sviluppata dal signor Ampre, sotto il nome di Elettro-dinamica, lascia una speranza che questa difficolt sparir anch'essa alla sua volta, e che tutto questo soggetto alla fine si confonder compiutamente, per quanto si estende la considerazione delle cause operanti, in quello pi generale dell'elettricit. Questo non impedisce tuttavia che il magnetismo mantenga la sua separata importanza come divisione di ricerche fisiche, avendo le sue proprie leggi peculiari, e le sue relazioni del massimo interesse pratico, che possono studiarsi affatto indipendentemente da ogni considerazione della sua origine elettrica. E non solamente possiamo, ma, per istudiarle con vantaggio, dobbiamo procedere come se quest'origine fosse totalmente sconosciuta, e, per lo meno sino ad un certo punto considerevolmente inoltrato, dobbiamo condurre le nostre investigazioni in questa materia con gli stessi principii induttivi come se questa parte di fisica fosse assolutamente indipendente da tutte le altre.
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364. Il ferro, i suoi ossidi e le sue leghe furono lungamente considerati essere le sole sostanze capaci di magnetismo. La calamita fu persino uno di quegli esempi addotti da Bacone di quella classe di casi fisici cui egli d il nome di "instantiae monodicae" - casi singolari. E la storia del magnetismo  un bel comento alle sue osservazioni su casi di questa sorta. "N dovranno, egli osserva, le nostre investigazioni della loro natura essere abbandonate, finch le propriet e le qualit che si trovano in quelle cose le quali possono essere stimate portenti della natura, non siano ridotte e comprese sotto qualche legge certa; cosicch si scoprir forse ogni irregolarit o singolarit dipendere da qualche forma comune, e il portento consistere nelle esatte differenze, nelle gradazioni o nella coincidenza straordinaria e non nella specie medesima". La scoperta del magnetismo del nickel, la quale sebbene inferiore a quella del ferro  tuttavia considerevole; quella del cobalto pi debole ancora, e quella del titanio appena percettibile, hanno atterrato affatto il limite imaginario fra il ferro e gli altri materiali del mondo, e stabilito l'esistenza di quella legge generale di continuit, che  uno dei principali oggetti della filosofia di rintracciare in tutta la natura. Le pi recenti scoperte del signor Arago (Paragrafo 160) hanno compiuto questa generalizzazione, dimostrando che non vi  sostanza, la quale in favorevoli circostanze non possa offrire segni non equivoci della virt magnetica. E per cancellare ogni vestigio di quella linea di separazione che una volta era cos larga, possiamo ora per la grande scoperta di Orsted comunicare per quello spazio di tempo che ci piace ad una matassa di qualunque filo metallico tutte le propriet di una magnete, - la sua attrazione, repulsione e polarit; e ci anche in un grado pi intenso che non si credesse prima possibile nelle migliori magneti naturali. In una parola, in questo caso, e forse in questo solo, nella scienza, siamo arrivati a quel punto che pare s'intendesse da Bacone per iscoperta di forme. "La forma di una natura qualunque, dic'egli,  tale che, dove essa si trova, la data natura debb'essere infallibilmente. La forma pertanto  sempre presente quando quella natura  presente, la certifica universalmente e l'accompagna dovunque. Inoltre questa forma  tale che quando  tolta, la data natura infallibilmente svanisce. Finalmente una vera forma  quella che pu dedurre una data natura da qualche propriet essenziale, che risiede in molte cose".
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365. Il magnetismo  notevole sotto un altro aspetto importante. Esso offre un caso prominente o "manifesto" di quella qualit esistente nella natura che si chiama polarit (Paragrafo 267), e ci sotto circostanze che peculiarmente si adattano per lo studio di questa qualit. Non appare che gli antichi avessero alcuna conoscenza di questa propriet della magnete, quantunque la sua attrazione del ferro fosse loro ben nota. La prima menzione che se n' fatta nei tempi moderni non risale al di l del 1180, sebbene i Cinesi la conoscessero probabilmente prima di quell'epoca. La polarit della magnete consiste in questo che se vien sospesa in libert, una sua parte si rivolger invariabilmente verso un certo punto dell'orizzonte, e l'altra verso il punto opposto; e che se due magneti sospese a questo modo sono avvicinate l'una all'altra, vi seguir un'azione reciproca, in conseguenza della quale, le posizioni di entrambe saranno perturbate nella stessa maniera che accadrebbe se le parti corrispondenti di ciascuna si rispingessero, e le oppostamente dirette si attraessero reciprocamente; e variando in modo acconcio lo sperimento, si trova che questo veramente succede. Se una picciola magnete sospesa liberamente  avvicinata ad una pi grossa, essa prender una posizione dipendente da quella dei poli della maggiore, per rispetto al suo punto di sospensione. Ed  stato accertato che questi e tutti gli altri fenomeni presentati da magneti nelle loro mutue attrazioni e repulsioni si spiegano colla supposizione di due forze o virt esistenti nelle particelle delle magneti, l'una predominante ad un capo e l'altra all'opposto; e tali che ciascuna particella attrarr quelle in cui prevale la virt opposta alla sua, e rispinger le altre in cui risiede una virt simile alla propria, con una forza proporzionale al quadrato inverso della loro mutua distanza.
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366. La direzione in cui una verga od un ago magnetico liberamente sospeso si pone,  stata trovata diversa a diversi punti della superficie della terra. In alcuni luoghi essa indica esattamente il settentrione e il mezzod, in altri devia pi o meno da questa direzione ed in alcuni la taglia ad angoli retti. Questo notevole fenomeno, chiamato declinazione dell'ago, e scoperto da Sebastiano Cabot nell'anno 1500,  accompagnato da un altro chiamato inclinazione, osservato da Roberto Norman nel 1576. Esso consiste nella tendenza di un ago, delicatamente bilanciato sul suo centro prima che sia magnetizzato, ad inclinarsi o dirigere la punta in gi, quando  fatto magnetico, verso un punto sotto l'orizzonte e posto dentro la terra. Studiando la declinazione e l'inclinazione della bussola su tutta la superficie della terra, si  trovato che questi fenomeni hanno luogo come se la terra stessa fosse una gran magnete avente i suoi poli profondamente situati sotto la superficie, - e (cosa singolare) possedente un lento moto dentro di s, in conseguenza del quale n la declinazione n l'inclinazione rimangono costantemente le stesse nel medesimo luogo. Le leggi di questo movimento sono adesso sconosciute; ma la scoperta dell'elettro-magnetismo, col rendere quasi certo che il magnetismo della terra non  altro che un effetto della continua circolazione di gran copia di elettricit intorno ad essa, in una direzione corrispondente in generale a quella della sua rotazione, ha dissipato la maggior parte del mistero che circondava questi fenomeni; poich si possono imaginare molti casi, tanto geologici quanto di un'altra natura, i quali producano considerevoli deviazioni nell'intensit, ed altre parziali nella direzione di queste correnti elettriche. La distribuzione ineguale della terra e del mare nei due emisferi, influendo sull'operazione del calore solare nel produrre evaporazioni da quello (cosa che probabilmente  una delle grandi cause della terrestre elettricit), pu facilmente credersi che modifichi la tendenza generale di tali correnti, e produca in esse irregolarit che possono dare una ragione soddisfacente di tutto ci che appare ancora anomalo nei fenomeni del magnetismo terrestre. Questa parte di scienza diviene in questo modo largamente connessa con quella della meteorologia, uno dei pi complicati e difficili, ma insieme interessanti soggetti delle fisiche investigazioni; soggetto tuttavia che da qualche tempo ha cominciato ad essere studiato con una diligenza che promette di prontamente rivelare relazioni e leggi di cui adesso non ci possiamo formare se non un'imperfettissima idea.
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367. La comunicazione del magnetismo dalla terra a un corpo magnetico, o da un corpo magnetico ad un altro si fa per un'operazione alla quale fu dato il nome d'induzione, e le leggi e le propriet di questo magnetismo indotto sotto state studiate con molta perseveranza e buon successo, - praticamente da Gilbert, Boyle, Knight, Whiston, Cavallo, Canton, Duhamel, Rittenhouse, Scoresby ed altri: - e teoricamente da pinus, Coulomb e Poisson, e nel nostro paese da Barlow e Christie, i quali hanno investigato con grande accuratezza i curiosi fenomeni che hanno luogo quando masse di ferro sono successivamente presentate, in diverse posizioni, per rotazioni su di un'asse, all'influenza del magnetismo della terra. Il magnetismo dei corpi cristallizzati (in parte per la somma rarit di quelli che sono capaci di una considerevole virt magnetica) non  fin qui stato esaminato affatto, ma probabilmente offrirebbe curiosissimi risultati.
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368. Lo studio dell'investigatore fisico si rivolge ora quasi da tutte le parti all'elettricit, siccome ad uno di quei poteri universali che la natura sembra impiegare nelle sue pi importanti e segrete operazioni. Questo portentoso agente che veggiamo in grande attivit nella folgore, ed in una forma pi debole e pi diffusa traversare le alte regioni dell'atmosfera nelle aurore boreali, si trova probabilmente in immensa abbondanza in ogni forma della materia che ne circonda, ma non diviene sensibile se non quando  turbato da eccitamenti di genere particolare. Il pi efficace di questi  lo stropicciamento, che abbiamo gi osservato essere una potente causa di calorico. Tutti conoscono le scoppiettanti scintille che si svolgono dal dosso di un gatto quando  fregato. Queste, con qualche metodo acconcio, possono essere accumulate in corpi convenientemente disposti a riceverle, e quantunque allora non siano pi visibili, danno testimonianza della loro esistenza presentando una gran quantit di fenomeni straordinari, - producendo attrazioni e repulsioni in corpi a qualche distanza, - ammettendo di essere trasferite per contatto, o per salto subito e violento dell'intervallo di separazione, da un corpo ad un altro, sotto forma di scintille e di lampi; - traversando con gran facilit la sostanza dei pi densi metalli ed una quantit di altri corpi detti conduttori, mentre sono trattenute da altri, come il vetro e specialmente l'aria che perci si chiamano non conduttori; - producendo scosse dolorose e movimenti convulsivi, e la morte stessa, se sono in quantit sufficiente, negli animali per cui passano, e imitando finalmente in picciolo tutti gli effetti della folgore.
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369. Lo studio di questi fenomeni e delle loro leggi, sino ad un tempo comparativamente recente, occup tutta l'attenzione degli elettricisti, e costitu tutta la scienza dell'elettricit. Le loro ricerche hanno dato questo risultamento che tutti i fenomeni di cui si tratta appaiono potersi spiegare colla supposizione che l'elettricit consista in un fluido raro, sottile ed altamente elastico, il quale nella sua tendenza a spandersi e a diffondersi penetra con maggiore o minor facilit nella sostanza dei conduttori, ma  impedito e trattenuto dallo spandersi pi o meno compiutamente dai non-conduttori. Si suppone inoltre che questo fluido elettrico possiede un potere di attrazione per le particelle di tutta la materia ponderabile, insieme con quello di repulsione per le particelle della sua propria natura. Se abbia gravit o sia piuttosto da riguardarsi come una specie di materia distinta da quella che compone i corpi ponderabili,  una questione di tal delicatezza che nessuno sperimento diretto ci ha ancora posti in grado di decidere; ma in ogni caso la sua inerzia paragonata con la sua forza elastica debbe credersi eccessivamente picciola, cosicch  da riguardarsi come un fluido attivo in altissimo grado, obbediente ad ogni impulso, interno od esterno, con la massima prontezza: in somma, un fluido la cui energia pu solamente essere paragonata con quella del mezzo etereo, per cui, nella dottrina ondulatoria, si suppone che la luce sia trasmessa. Le propriet del gasse idrogeno paragonate con quelle dei fluidi aeriformi pi densi, ci saranno di qualche aiuto nel concepire la mobilit eccessiva e l'attivit penetrante di un fluido di questa fatta. Tuttavia l'elettricit vuol esser riguardata come differente in alcuni punti notevoli da tutti quei fluidi ai quali siamo stati sin qui avvezzi a dare l'epiteto di elastici, siccome l'aria, i gassi e i vapori. In questi la forza repulsiva delle particelle dalle quali dipende la loro elasticit  considerata estendersi solamente a distanze brevissime, in modo da operare su quelle sole che sono immediatamente vicine l'una all'altra, mentre la loro virt attrattiva, per cui obbediscono alla gravitazione universale di tutta la materia, si estende a qualunque distanza. Al contrario nell'elettricit si ha da ammettere tutto l'opposto. La forza colla quale le sue particelle si rispingono vicendevolmente si estende a gran distanze, mentre la sua forza di adesione alla materia ponderabile vuol essere riguardata come limitata nella sua estensione ad intervalli tanto minuti che sfuggono all'osservazione.
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370. L'idea di un solo fluido di questo genere, il quale quando  accumulato all'eccesso nei corpi tende costantemente a sfuggire, e a cercare un ristabilimento di equilibrio comunicandosi a tutti gli altri ne' quali ve ne sia difetto,  quella che pi naturalmente ci si offre alla mente, e fu per conseguenza mantenuta da Franklin, cui la scienza dell'elettricit va grandemente debitrice per quegli sperimenti decisivi che ci rivelarono la vera natura del fulmine. La stessa teoria fu poscia sostenuta da pinus, il quale fu il primo a dimostrare come le leggi dell'equilibrio di questo fluido potessero essere sottoposte ad una rigorosa investigazione matematica. Ma sonvi fenomeni che accompagnano il suo passaggio da un corpo all'altro e lo stato di equilibrio che assume sotto varie circostanze, i quali appaiono richiedere l'ammessione di due fluidi distinti antagonisti l'uno all'altro, ciascuno attraente l'altro e rispingente se stesso; ma entrambi egualmente capaci di adesione alle sostanze materiali, e di passare pi o meno rapidamente in esse di particella in particella. Questi fluidi, nel loro essere naturale e tranquillo, si stimano esistere in uno stato di combinazione e di saturazione reciproca; ma questa combinazione pu esser rotta, e l'uno o l'altro di essi pu essere separatamente accumulato in un corpo, in una quantit qualunque, senza dell'altro, purch la sua fuga sia efficacemente impedita col circondarlo di non-conduttori. Quando  accumulato a questo modo, la sua repulsione della propria specie ed attrazione dell'opposta nei corpi vicini tende a turbare l'equilibrio naturale dei due fluidi in essi presenti, ed a produrre fenomeni di una natura particolare, chiamati elettricit indotta. Per istrana ed artificiale che appaia questa teoria, non v' stato fenomeno sin qui prodotto di cui non dia almeno una plausibile e, nella massima parte dei casi, una soddisfacente spiegazione. Essa ha un carattere assai pregevole in una teoria, quello di ammettere l'applicazione del rigoroso raziocinio matematico alle conclusioni che ne vogliamo trarre. Senza di questo,  quasi impossibile che una teoria sia messa alla voluta prova del paragone coi fatti. Epper la teoria matematica dell'equilibrio elettrico e le leggi della distribuzione dei fluidi elettrici sulle superficie dei corpi in cui sono accumulati, sono state il soggetto di elaborate investigazioni geometriche dei pi valenti matematici, e sono giunte ad un tal grado d'importanza da mettere questa parte di scienza in luogo cospicuo fra le investigazioni fisico-matematiche. Queste indagini sono fondate sulla supposizione di una legge di attrazione e di repulsione simile a quelle di gravit e di magnetismo, le quali per lo generale accordo dei risultamenti coi fatti, come pure per gli sperimenti espressamente istituiti ad oggetto di verificarle, sono riguardate essere a sufficienza dimostrate.
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371. La parte pi oscura di questa materia  senza dubbio il modo originale di turbamento dell'equilibrio elettrico per cui l'elettricit  in prima eccitata o per fregamento o per altra delle cause che si sono riconosciute produrre quest'effetto. Le analogie,  vero, non mancano(67); ma si debbe confessare che sin qui non si  veduto nulla di decisivo a questo proposito, e che modi di azione congetturali hanno qui troppo spesso usurpato il luogo di quelli ai quali il solo accurato esame dei fatti ci pu condurre.
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372. I filosofi conoscevano da lunga mano gli effetti dell'elettricit qui sopra riferiti, e quelli che produce nel suo subito e violento passaggio da un corpo all'altro, spezzando e sfracellando le parti delle sostanze per cui passa, e dove  in gran copia, producendo tutto l'effetto di un calore intenso, ardendo, fondendo e volatilizzando metalli ed accendendo i corpi infiammabili. La sua stessa influenza incidentale a distruggere od alterare la polarit dell'ago magnetico era stata osservata; ma siccome si sapeva che il calore  prodotto da una violenza meccanica, e che la stessa causa influisce pure grandemente sul magnetismo, questi effetti erano piuttosto attribuiti a quella causa che a qualunque cosa appartenente alla natura peculiare della materia elettrica, ed erano piuttosto riguardati come una conseguenza indiretta del suo modo di agire che come connessi con la sua intima natura. In somma l'elettricit sembrava destinata ad essere un nuovo esempio fra molti altri di soggetti isolati dal rimanente della filosofia, ed atta ad essere solamente studiata nelle sue proprie relazioni interne, quando le grandi scoperte di Galvani e di Volta posero un nuovo potere a disposizione dello sperimentatore, per cui mezzo quegli effetti che prima erano stati affollati in un istante inapprezzabile, poterono essere minutamente sviluppati e studiati con agio; e quelle forze che prima si mostravano soltanto in uno stato d'intensit indomabile, furono per cos dire mansuefatte e costrette a distribuire la loro efficacia su di un tempo indefinito, e a regolare la loro azione secondo la volont dell'operatore. Si riconobbe tosto allora che l'elettricit, nell'atto del suo passaggio lungo i conduttori, produce una quantit di maravigliosi effetti di cui prima non si era mai avuto sospetto, e di tale natura da offrire punti di contatto con parecchie altre parti d'investigazione fisica e da spargere muova ed inaspettata luce su di alcune delle pi oscure operazioni della natura.
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373. La storia di questa grande scoperta  una bella dimostrazione del vantaggio che si ricava nelle investigazioni fisiche da una scrupolosa attenzione a qualunque fenomeno, per picciolissimo che sia apparentemente, il quale al momento dell'osservazione sembri non potersi spiegare secondo i principii ricevuti. I movimenti convulsivi di un morto ranocchio in vicinanza di uno scaricamento elettrico, che originariamente attrassero l'attenzione di Galvani a questo soggetto, erano stati osservati da altri quasi un secolo prima di lui, ma non produssero altra osservazione se non questa che indicavano una sensibilit peculiare all'eccitamento elettrico dipendente da quel residuo di vitalit che non  estinto nella forma organica di un animale dalla privazione stessa della vita. Galvani non si content di questo. Egli analizz il fenomeno; e nello investigare tutte le circostanze connessevi, fu menato ad osservare un eccitamento elettrico particolare, che seguiva quando si era fatto una concatenazione di tre parti distinte, cio un muscolo, un nervo ed un conduttore metallico, ciascuno posto in contatto cogli altri due, e che si manifestava con un moto convulsivo prodotto nel muscolo. A questo fenomeno egli diede nome di elettricit animale, epiteto infelice, poich tendeva a restringere le investigazioni della sua natura alla classe dei fenomeni in cui si rese dapprima apparente. Ma questa circostanza che in un secolo di scienza meno investigatore avrebbe potuto avere un'influenza fatale sul progresso delle cognizioni, fortunatamente non fu di ostacolo ad un ulteriore sviluppo de' suoi principii, poich il soggetto fu immediatamente studiato con una specie di ardor profetico da Volta, il quale generalizz tosto il fenomeno, scartando le considerazioni fisiologiche introdotte da Galvani, siccome quelle che erano straniere all'investigazione, e riguardando la contrazione dei muscoli come un semplice mezzo delicato di scoprire la produzione di eccitamenti elettrici troppo deboli per essere fatti sensibili in altro modo. Cos egli giunse alla conoscenza di un fatto generale, quello del turbamento dell'equilibrio elettrico pel mero contatto di diversi corpi, e della circolazione di una corrente di elettricit in una direzione costante, per un circuito composto di tre diversi conduttori. L'accrescere l'intensit del minutissimo e delicatissimo effetto cos osservato fu il suo secondo scopo, n le sue investigazioni terminarono finch non ebbe compiuta quella maravigliosissima delle umane invenzioni, la pila che porta il suo nome, per una serie di ben condotti e logicamente combinati sperimenti, che raramente, o forse non mai, fu sorpassata negli annali delle ricerche fisiche.
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374. Quantunque la pila originale di Volta fosse debole a fronte di quelle gigantesche combinazioni che furono poscia prodotte, bastava nondimeno per presentare l'elettricit sotto un aspetto assai diverso da qualunque avesse per l'addietro, e per far notare quelle peculiari modificazioni nella sua azione che il Dr. Wollaston fu il primo a spiegare in modo soddisfacente, riferendole ad un aumento di quantit accompagnato da una diminuzione d'intensit nel fluido generato. Non era molto che la scoperta era stata fatta di pubblica ragione e che lo stromento si trovava nelle mani dei chimici e degli elettricisti, quando si riconobbe che la corrente elettrica, trasmessa da quello per mezzo a liquidi conduttori, produce in essi decomposizioni chimiche. Questa scoperta essenziale appare essere stata fatta primamente da Nicholson e Carlisle che osservarono la decomposizione dell'acqua a questo modo prodotta. Essa fu prontamente seguita dall'altra ancora pi rilevante di Berzelius e di Hisinger, i quali trovarono esser legge generale, che in tutte le decomposizioni cos operate, gli acidi e l'ossigeno si trasferiscono e si accumulano intorno al polo positivo, - e l'idrogeno, i metalli e gli alcali intorno al negativo di un circuito Voltaico: essendo trasportati in uno stato invisibile e, in certo modo, latente e torpido, dall'azione della corrente elettrica, per ispazi considerevoli, ed eziandio a traverso gran quantit d'acqua o di altri liquidi, per riapparire di nuovo con tutte le loro propriet ai loro convenienti luoghi di riposo.
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375. Si fu in questo stato di cose che il soggetto fu preso a trattare da Davy, il quale vedendo che le maggiori affinit chimiche erano cos di leggieri sovvertite dall'azione decomponente della pila, concep il felice pensiero d'impiegare l'intenso potere delle enormi batterie dell'Istituzione Reale su quelle sostanze che, sebbene fossero fortemente sospette di essere composte, avevano resistito a tutti i tentativi di scomporle - cio gli alcali e le terre. Esse cedettero alla forza adoperata ed una rivoluzione totale fu fatta nella chimica; non tanto per l'introduzione di nuovi elementi cos venuti alla luce, quanto pel modo di concepire la natura dell'affinit chimica, che da quel tempo (siccome Davy largamente enunzi in una teoria prontamente accolta dai pi illustri chimici, e da nessuno pi volentieri che dallo stesso Berzelius) fu riguardata come interamente dovuta alle attrazioni e alle repulsioni elettriche; quei corpi pi intimamente combinandosi, le cui particelle sono abitualmente in uno stato di potentissimo antagonismo elettrico, e vicendevolmente rimovendosi, secondo l'ammontare della loro differenza in questo particolare.
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376. La connessione del magnetismo e dell'elettricit era stata da buona pezza sospettata, e innumerevoli tentativi inutili erano stati fatti per determinare affermativamente o negativamente una tal questione. I fenomeni di molti minerali cristallizzati che divengono elettrici pel calore, e sviluppano poli elettrici opposti nelle due loro estremit, offerivano un'analogia cos manifesta con la polarit della magnete, che sembrava quasi impossibile il dubitare di una pi stretta connessione dei due poteri. Lo sviluppo di una simile polarit nella pila Voltaica tendeva fortemente alla stessa conclusione; e si erano persino fatti sperimenti per riconoscere se una pila in istato d'eccitamento non manifesterebbe una disposizione di porsi nel meridiano magnetico; ma la condizione essenziale era stata ommessa, quella cio di lasciare che la pila si scaricasse liberamente, condizione che sicuramente non si sarebbe mai offerta da se stessa ad alcuno sperimentatore. Di tutti i filosofi che avevano specolato su quella materia niuno pi di Orsted si attenne pertinacemente all'idea di una connessione necessaria fra i fenomeni. Spesso deluso nelle sue speranze, egli torn all'assalto; e la sua perseveranza fu alla fine ricompensata dalla rivelazione compiuta del maraviglioso fenomeno dell'elettro-magnetismo. Havvi in questo qualche cosa che ci rammenta l'ostinata persuasione di Colombo della necessaria esistenza del nuovo mondo; e tutta la storia di questa bella scoperta servir ad insegnarci di confidare in quelle generali analogie e in quei paralelli fra due gran divisioni di scienza, per cui una ce ne ricorda un'altra, sebbene non ci appaia alcuna connessione diretta; indicazione di un'origine comune che non  da trascurarsi.
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377. Egli  assai probabile che ignoriamo ancora molte parti interessanti della scienza elettrica, che lo studio del circolo Voltaico scoprir un giorno. I violenti effetti meccanici che produce sul mercurio, sotto liquidi conduttori, stati riferiti dal professore Erman ad una forma modificata di attrazione capillare, ma che un accurato e pi esteso esame del fenomeno ha condotto altri(68) a riguardare sotto un aspetto assai diverso, siccome indicanti un'azione primaria di un carattere dinamico piuttosto che statico, meritano che secondo quest'idea si facciano ulteriori investigazioni; e le curiose relazioni dell'elettricit col calore, quali s'incontrano nei fenomeni della cos nomata termo-elettricit, promettono un'ampia messe di nuove cognizioni.
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378. Fra gli effetti notevoli dell'elettricit rivelati dalle ricerche di Galvani e di Volta, forse i pi singolari consistevano nella sua influenza sul sistema nervoso degli animali. L'origine del moto muscolare  uno di quei profondi misteri della natura che appena possiamo sperare di vedere pienamente spiegati. I fisiologi tuttavia si erano da lungo tempo formato un'idea generale di qualche sottile fluido o spirito discorrente lungo i nervi dal cervello ai muscoli degli animali; e la scoperta della rapida trasmissione dell'elettricit lungo i conduttori, coi violenti effetti prodotti da scosse, trasmesse per via del corpo, sul sistema nervoso, doveva naturalmente far nascere l'idea che questo fluido nervoso, se pure esisteva realmente, non fosse altro che l'elettrico. Ma sino alle scoperte di Galvani e di Volta, questo non poteva riguardarsi se non come una semplice e vaga congettura. Mancava il carattere di vera causa per darvi un grado di probabilit razionale, poich non si poteva imaginare alcuna ragione pel turbamento dell'equilibrio nella struttura animale, composta com' intieramente di conduttori, o piuttosto sembrava contrario alle leggi allora conosciute della comunicazione elettrica il supporli tali. Tuttavia si potrebbe addurre uno strano e sorprendente fenomeno, indicativo della possibilit di un tal turbamento, cio, la forte scorsa data dalla torpedine e da altri pesci dello stesso genere, che presentava tante analogie con quelli prodotti dall'elettricit da potersi appena riferire ad un'origine diversa, quantunque, fuori della scossa, n scintilla n alcun altro indizio di tensione elettrica vi si potesse scoprire.
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379. L'intormentimento cagionato dalla torpedine era stato riconosciuto dipendere da una certa costruzione singolare di organi composti di colonne membranose, da un capo all'altro ripiene di lamine separate tra loro da un fluido: ma del modo di azione non si poteva dare ragione soddisfacente; n v'era alcuna cosa nella costruzione, e meno ancora nella natura de' materiali, che desse causa di supporre esser questo un apparecchio elettrico. Ma la pila di Volta rivel ad un tratto le analogie s di struttura che di effetto, in modo da lasciar poco dubbio della natura elettrica dell'apparecchio, o del potere (certamente mirabilissimo) dell'animale, di determinare con uno sforzo della sua volont quella concorrenza di condizioni dalla quale la sua attivit dipende. Questo rimase, come probabilmente rimarr sempre, misterioso ed inesplicabile; ma una volta stabilito il principio, che esiste nell'economia animale un potere di determinare lo sviluppo dell'eccitamento elettrico, capace di esser trasmesso lungo i nervi, ed essendo accertato da numerosi e decisivi sperimenti che la trasmissione dell'elettricit Voltaica lungo i nervi di un animale anche morto  sufficiente a produrre la pi violenta azione muscolare, fu un passo facile quello di riferire ad una causa simile l'origine del movimento muscolare in un corpo vivente, e di considerare il cervello, organo maravigliosamente costituito, per cui non si era mai imaginato un modo di azione che fosse menomamente plausibile, come la sorgente del richiesto potere elettrico(69).
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380. Non  tuttavia nostra intenzione di entrare in ulteriori considerazioni di soggetti fisiologici. Essi formano,  vero, una provincia importantissima di ricerche filosofiche; ma il modo con cui abbiamo sin qui riguardato la scienza fisica  piuttosto stato diretto allo studio dalla natura inanimata che a quello dei misteriosi fenomeni dell'organizzazione e della vita, che sono l'oggetto della fisiologia. La storia delle produzioni animali e vegetali del globo, siccome offerenti oggetti e materiali pel comodo e per l'uso dell'uomo, e siccome dipendenti e indicative delle leggi generali che determinano la distribuzione del calore, dell'umidore e di altri agenti naturali sulla sua superficie, non meno che le rivoluzioni che vi sono accadute, sono senza dubbio intimamente connesse col nostro soggetto, e perci naturalmente daranno luogo ad alcune osservazioni, ma non tali da occupare troppo lungamente l'attenzione del lettore.
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381. Nella zoologia, la connessione di modi peculiari di vita e di alimento, con peculiarit di struttura, ha dato occasione a sistemi di classificazione ad un tempo ovvii e naturali; e i grandi progressi che si sono fatti nell'anatomia comparata ci hanno posto in grado di scoprire una gradazione continua di organizzazione in quasi tutta la catena degli esseri animati; gradazione non senza intervalli, che ogni successiva scoperta di animali per l'addietro sconosciuti ha tuttavia in parte riempiuti. Le maraviglie rivelate dalle osservazioni microscopiche ci hanno aperto allo sguardo un nuovo mondo, in cui scopriamo con istupore gli estremi della minutezza e della complessit della struttura riuniti. Mentre da un'altra parte l'esame degli avanzi fossili di un antico stato di creazione ha dimostrato l'esistenza di animali di gran lunga superanti in grandezza quelli che adesso vivono, ed ha esposto alla luce molte forme di esseri che non hanno nulla di analogo coi presenti, e molte altre che servono d'importanti anelli di connessione fra generi esistenti. Inoltre le ricerche fatte nell'anatomia comparata e nella conchigliologia hanno sparso una gran luce sugli studi del geologo, e gli hanno fatto discernere per l'oscuro mezzo di poche reliquie qua e l sparse per uno strato, circostanze connesse con la formazione dello strato medesimo che non avrebbe potuto riconoscere ad alcun altro indizio. Questo  uno fra' molti esempi convincenti dell'inaspettato aiuto che le scienze, bench apparentemente remote, possono prestarsi a vicenda.
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382. Molte di queste medesime osservazioni possono applicarsi alla botanica. I suoi sistemi artificiali di classificazione, per comodi che siano, non hanno impedito i botanici dal cercare di radunare insieme gli oggetti della loro scienza in classi naturali aventi una comunione di carattere pi intima che non quelle le quali ne determinano il luogo nel sistema Linneano o in altri simili; comunione di carattere che si stende su tutti gli abiti e su tutte le propriet degl'individui paragonati. Le importanti scoperte chimiche state recentemente fatte di peculiari principii prossimi, che in un modo speciale caratterizzano certe famiglie di piante, fanno sperare che sia per aprirsi in questa direzione un vasto campo di cognizioni, dilettevoli non solo ma altamente utili, se si considera che i principii cos palesati sono per la maggior parte medicine potentissime, e sono in fatto gl'ingredienti essenziali da cui le mediche virt delle piante dipendono. La legge della distribuzione delle forme generiche delle piante sul globo  pure, da un tempo comparativamente recente, divenuta oggetto dello studio del naturalista; e la sua connessione con le leggi del clima  una di quelle parti d'investigazione nella storia naturale, che  per se stessa di grande importanza e su cui fa d'uopo che si spanda ancora una gran luce per mezzo di future ricerche. Questo  ci che forma il principale anello di connessione fra la botanica e la geologia, e rende una conoscenza dei fossili vegetali di qualunque parte della superficie della terra, indispensabile alla formazione di un diritto giudizio delle circostanze sotto le quali questa esisteva nel suo antico stato. La botanica fossile  perci coltivata con un grande e crescente ardore; e la Flora sotterranea di una formazione geologica , in molti casi, studiata con un grado di accuratezza e di precisione di poco inferiore a quello con cui si studiano le produzioni vegetali della sua superficie.
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CAPITOLO 6.
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Delle cause del presente rapido avanzamento delle scienze fisiche paragonato coi loro progressi nei tempi passati.
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383. Non vi  contrasto pi straordinario di quello che presentano i lenti progressi delle scienze fisiche, dalle epoche pi antiche del mondo al cadere del decimosesto secolo, e il rapido sviluppo che d'allora in poi si  in esse manifestato. In quel primo periodo della loro storia, non troviamo altro che picciole addizioni al sapere fatte a lunghi intervalli di tempo; durante i quali una totale indifferenza della massa del genere umano allo studio della natura venne ad operare una quasi compiuta dimenticanza delle antiche scoperte, o al pi permise che ne rimanesse qualche leggiera memoria, piuttosto come di curiosit letterarie che come aventi in s un interesse ed una importanza intrinseca. Pochi individui investigatori di secolo in secolo poterono forse conoscere il pregio e sentire un'ardente sete di sapere, che negli animi grandi tien luogo di stimolo esterno e di opportunit; ma la mancanza totale di una giusta direzione delle ricerche, e di una chiara percezione del loro oggetto e dei vantaggi che si ricavano da investigazioni sistematiche e connesse, aggiunta all'apatia generale degli uomini verso specolazioni remote dalle cose ordinarie della vita, ed espressamente tenute avvolte in un dotto mistero, efficacemente impedirono che questi impulsi accidentali vincessero l'inerzia dell'ignoranza ed imprimessero un progresso regolare e costante alla scienza. Il suo scopo era, per verit, posto in una regione troppo sublime per un intelletto volgare. Un terremuoto, una cometa, o una meteora di fuoco, chiamavano di quando in quando a s l'attenzione del mondo intero, e producevano da tutte le parti un'abbondanza di mal fondate e fantastiche congetture sulle loro cause; ma non si supponeva mai che le scienze potessero esistere negli oggetti comuni, avere un posto fra le arti meccaniche, o trovare una materia degna di specolazione nella miniera o nell'officina. Ci non pertanto non  da supporsi che tutte le indicazioni della natura passassero continuamente inosservate, o che molte buone osservazioni e molti acuti raziocinii non perissero senza essere registrati, prima che l'invenzione della stampa permettesse a tutti di far conoscere le loro idee al mondo. Al momento che questa cominci a spandersi, le scintille delle cognizioni di tempo in tempo si mostrarono, ed in vece di luccicare per un istante e di estinguersi nell'obblio, principiarono ad accumularsi in un bel fuoco, donde scoppi finalmente la fiamma che in breve dovea acquistare la forza e il rapido dilatarsi di un incendio. L'ansiet universale che il primo apparire della scienza moderna produsse nelle menti degli uomini per tutta Europa,  gi stata indicata. Ma coloro stessi che pi facilmente danno ricetto alla speranza appena avrebbero potuto aspettarsi quel costante e non interrotto progresso in cui la scienza si  sin qui mantenuta, o quella rapida serie di grandi scoperte la quale ha fatto che l'ardore del primo impulso sia tuttora vigoroso e in nulla diminuito. E veramente si pu dire non esservi quasi una sola parte d'investigazioni fisiche che sia stazionaria, o che da molti anni non si trovi in uno stato costante di avanzamento, e in cui il progresso in questo momento non si manifesti con sempre crescente rapidit.
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384. Fra le cause di questo fortunato e desiderabile stato di cose dobbiamo senza dubbio in primo luogo annoverare il grande aumento di ricchezze e di civilt che ad un tempo procur l'agio necessario e sparse il gusto delle occupazioni intellettuali in un gran numero d'uomini, cose che sono state da buona pezza e sono tuttavia continuamente progressive in ogni stato principale di Europa, e che l'ampliazione ed il recente stabilimento di comunit civilizzate in ogni lontana regione spandono rapidamente per tutto il globo. Tuttavia non  tanto l'accresciuto numero dei coltivatori della scienza, quanto le loro ampliate opportunit di studiare, che dobbiamo qui considerare, giacch in tutte le numerose divisioni di investigazioni naturali che richiedono notizie locali, questa  infatto la pi importante di tutte le considerazioni. A questa causa dobbiamo riferire la grand'estensione che in questi ultimi anni si  operata in ogni parte della storia naturale, e le immense addizioni che furono fatte e giornalmente si fanno alle divisioni della zoologia e della botanica, in tutte le loro ramificazioni. Egli  pure ovvio che tutto le cognizioni le quali possono essere ricavate e notate dai pi illuminati e pi attivi fra i viaggiatori debbono essere d'assai poca importanza in paragone di quelle che si ottengono da individui residenti nei luoghi medesimi. I viaggiatori possono per verit far collezioni, possono raccogliere alcune poche frettolose osservazioni, notare, per esempio, la distribuzione di formazioni geologiche in alcuni punti separati, e qu e l osservare qualche straordinario fenomeno locale; ma il residente solo pu fare una serie continuata di osservazioni regolari, quali richiede la determinazione scientifica di climi, maree, variazioni magnetiche, ed innumerevoli altri oggetti di questa sorta: esso solo pu notare tutti i particolari di una struttura geologica, e riferire ciascuno strato alla sua vera epoca per una diligente e lungamente continuata osservazione de' fossili in esso contenuti; solo finalmente pu osservare gli abiti degli animali del suo paese, e i limiti della sua vegetazione, o procurarsi una soddisfacente conoscenza de' suoi minerali, con mille altri particolari essenziali per conoscere compiutamente il nostro globo come un tutto, cosa che comincia a prendere l'estesa designazione di geografia fisica. Alle quali cose si vogliono aggiungere le moltiplici opportunit di osservare e di descrivere quegli straordinari fenomeni della natura che presentano un grande interesse, per la rarit loro e per la istruzione che se ne pu ricavare. Che non dobbiamo dunque sperare quando uno spirito di scientifica investigazione si sar diffuso per quelle vaste regioni nelle quali gli effetti dell'incivilimento, suoi sicuri precursori, cominciano a mostrarsi e attivamente progrediscono? E che non  da aspettarsi dall'applicazione di potenti ingegni messi in azione in circostanze totalmente diverse da alcuna che sia mai esistita nel mondo, e su di un territorio di gran lunga pi vasto che non quello il quale ha sin qui prodotto tutta la messe dell'umano intelletto? In proporzione che si aumenta il numero di coloro i quali lavorano a ciascuna divisione di fisica investigazione, e di mano in mano che si allarga l'estensione geografica sulla quale sono sparsi, una maggiore facilit proporzionata di comunicazione e di scambio di sapere diviene essenziale al vantaggioso proseguimento delle loro ricerche. E questo non  solamente da desiderarsi per impedire che pi individui facciano le stesse scoperte nello stesso momento, il che (oltre alla perdita di un tempo prezioso)  sempre stato una fertile sorgente di gelosia e di dissapori, da cui nacquero grandi pregiudizi alla scienza; ma perch i metodi d'osservazione ricevono continuamente novelli miglioramenti o acquistano nuove facilit, di cui  interesse generale della scienza che si diffonda la cognizione quanto pi ampiamente e rapidamente sar possibile. Per questo mezzo si generano pure, un sentimento d'interesse comune e di assistenza mutua, ed una certa simpatia in una comunione di studi, che divengono uno stimolo potente a nuovi sforzi; mentre da un altro lato si accrescono i mezzi di scoprire e d'indicare gli errori prima che altri non sia pi in tempo di rettificarli.
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385. Forse si pu osservare con verit che dopo lo stabilimento d'istituzioni aventi per oggetto espresso o l'avanzamento della scienza in generale o ci che  pi efficace in pratica nel suo presente stato di buon avviamento, quello di particolari divisioni di ricerche fisiche, nulla ha esercitato tanta influenza sui progressi della scienza moderna quanto la pubblicazione di giornali scientifici mensuali o trimestrali, di cui v' appena nazione in Europa che adesso non produca parecchi. La pronta ed universale circolazione di questi, pone gli osservatori di tutti i paesi sul medesimo livello di perfetta intimit cogli oggetti e coi metodi di ciascuno di essi, mentre gli estratti che i giornali (se sono ben compilati) contengono di tempo in tempo delle pi importanti ricerche che si vanno consegnando nei pi pesanti volumi delle collezioni accademiche, servono a dirigere il corso dell'osservazione generale, come pure ad offrire, nella pi cospicua maniera, modelli da imitarsi con emulazione. Nell'estimare ci che quind'innanzi  da aspettarsi da questa causa di miglioramento, non dobbiamo dimenticare il potente effetto che sar in avvenire prodotto dallo spandersi di opere elementari e di trattati di ci che si sa in ciascuna divisione particolare della scienza. Nulla  pi scoraggiante per uno che sia impegnato in attive ricerche quanto l'idea che tutte le sue fatiche possano probabilmente essere inutili, che quello che per lui si fa possa gi esser fatto, e molto meglio che le sue opportunit e i suoi mezzi non gli permettono di farlo; siccome all'opposto non v' cosa che dia maggior incoraggiamento quanto la persuasione contraria. Cos col dare un ragguaglio connesso di ci che  stato fatto e di ci che rimane a compiersi in ogni parte di scienza, quelle collezioni e quei trattati che di tempo in tempo vengono in luce, hanno realmente un peso importante nel determinare i suoi futuri progressi, indipendentemente dalla quantit di cognizioni che comunicano. Per ci che  dei trattati elementari, egli  inutile l'accennare la loro utilit, o il fermarsi sull'influenza che la loro presente abbondanza, paragonata con la notevole mancanza passata, sar probabilmente per esercitare nell'avvenire. - Egli  solamente col condensare, semplificare e disporre nella maniera pi lucida che sia possibile le cognizioni acquistate dalle passate generazioni, che si metteranno i posteri in istato di valersi pienamente del punto avanzato dal quale dovranno partire.
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386. Uno dei mezzi sui quali una scienza fisica gi bene inoltrata contribuisce grandemente ad accelerare e ad assicurare i suoi ulteriori progressi si  l'esatta conoscenza acquistata di dati fisici, o di quelle quantit normali, di cui abbiamo pi d'una volta parlato nella pagine precedenti (Paragrafo 222); conoscenza che ci fa non solamente apprezzare l'accuratezza degli sperimenti, ma correggere persino i loro risultali. Siccome non vi  indizio pi sicuro dello stato della scienza in qualunque et che il grado di sollecitudine impiegato e di discernimento dimostrato nella scelta di questi dati, affine di porgere il fondamento pi semplice che sia possibile all'applicazione delle teorie, e il grado di accuratezza cui si  giunto nella determinazione di quelli, cos non vi  cosa che tanto possa riuscir vantaggiosa alla scienza quanto le ricerche espressamente dirette a quest'oggetto ed alla costruzione di tavole offerenti le vere relazioni numeriche degli elementi delle teorie, e lo stato attuale della natura in tutte le sue parti. Queste determinazioni sole possono attestare i cambiamenti che lentamente e in modo impercettibile si operano nel presente ordine di cose; e pi saranno accurate, pi presto questa conoscenza sar acquistata. Quali non sarebbero le nostre cognizioni intorno al movimento delle (cos dette) stelle fisse, se gli antichi avessero avuto i mezzi d'osservazione che abbiamo noi, e gli avessero impiegati come da noi adesso s'impiegano?
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387. Nell'enumerazione delle cause che hanno contribuito al recente rapido avanzamento della scienza, non  da dimenticarsi l'importantissima dei migliorati mezzi di osservazione, che costantemente si vanno perfezionando, tanto negli strumenti adattati all'esatto misuramento delle quantit, quanto nella generale convenienza e nel sagace adattamento al loro oggetto di tutte le specie di apparecchi scientifici. Nel presente stato della scienza poche osservazioni possono produrre un gran vantaggio fuori di quelle che danno un misuramento accurato, e in questo rispetto si desidera costantemente un raffinamento maggiore. Il grado di delicatezza cui si  giunto, non diremo nelle pi elaborate opere dell'arte pi raffinata, ma in quegli apparecchi ordinari che ogni osservatore pu procurarsi,  tale che non si sarebbe potuto ottenere salvo in uno stato di arti meccaniche che (tale  la mutua reazione di cause o di effetti) richiede per la sua esistenza una condizione di scienza molto inoltrata. Quanta e quale influenza possa essere esercitata sul progresso di un sol ramo di scienza dall'invenzione di un pronto e conveniente mezzo di eseguire un misuramento definito, e dalla costruzione e dall'uso comune di uno strumento che vi sia adattato, non si pu meglio dimostrare che coll'esempio del goniometro riflettore. Questo semplice, a buon mercato e portabile stromentuccio ha cambiata la faccia della mineralogia, e le ha dato tutti i caratteri di una scienza esatta.
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388. I nostri mezzi di vedere o di misurare le quantit minute, nelle importanti relazioni di peso, di spazio e di tempo, sembrano gi essere portate ad un punto oltre al quale si pu appena concepire che sia possibile lo andare. Si sono costrutte bilance che hanno resa sensibile la milionesima parte dell'intera quantit pesata; ed il muoversi della millesima parte di un grano  cosa che accade in bilance non dotate di uno straordinario grado di merito. La bella invenzione dello sferometro, sostituendo il senso del tatto a quello dalla vista nel misuramento di oggetti minuti, permette di determinare le loro dimensioni con un grado di precisione pienamente adeguato alle pi sottili delle scientifiche indagini. Col suo aiuto, un'oncia in lunghezza pu facilmente essere suddivisa in dieci od anche in ventimila parti; e la leva di contatto, strumento adoperato dagli ottici Tedeschi, ci permette di apprezzare quantit di spazio ancora pi minute. Per la suddivisione del tempo, la perfezione del meccanismo moderno ha pure somministrato mezzi che lasciano pochissimo da desiderare. Per mezzo di pendoli e di cronometri, come adesso si costruiscono, pochi decimi di un minuto secondo sono il massimo dell'errore che si pu incontrare nella suddivisione di un giorno; e per l'ulteriore divisione di pi minute porzioni di tempo, si sono imaginati stromenti che ammettono una quasi illimitata precisione e ci permettono di apprezzare intervalli sino alla delicatezza di una centesima od anche di una millesima parte di un solo minuto secondo(70). Quando la precisione cui si pu giugnere per tali mezzi  posta a confronto con quella che si poteva ottenere alcune generazioni addietro coi rozzi e grossolani lavori della prima parte medesima del passato secolo, non sar cagione di maraviglia se le scienze che dipendono da esatti misuramenti hanno fatto progressi proporzionati. N grado alcuno di delicatezza nelle determinazioni fisiche sembrer impossibile a conseguirsi, se consideriamo gl'inesauribili mezzi che la scienza stessa somministra, nel rendere le quantit attualmente da determinarsi per misuramento grandi moltipli degli elementi richiesti per l'oggetto della teoria, in modo da diminuire nella stessa proporzione l'influenza di qualunque errore possa scorrere nei risultamenti finali.
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389. Per grandi che siano stati in questi ultimi tempi i perfezionamenti nella costruzione degli stromenti, tanto per la comodit delle forme, quanto per l'accuratezza, egli  alla scoperta di perfezionati metodi d'osservazione che si debbono i principali progressi di quelle parti di scienza che dipendono da esatte determinazioni. La bilancia di torsione, invenzione ingegnosa di Cavendish e di Coulomb, pu essere citata come esempio di ci che intendiamo. Per suo mezzo non solamente possiamo render sensibili, ma ancora assoggettare a preciso misuramento e a suddivisioni, gradi di forza infinitamente troppo deboli per produrre effetto sulla pi dilicata bilancia di costruzione ordinaria, quand'anche fosse possibile di portarli ad agire su di essa. Il galvanometro offre pure un altro esempio dello stesso genere, in uno strumento la cui utilit si mostra tra le forze elettriche che non abbiamo alcun altro mezzo di rendere sensibili e molto meno di stimare con esattezza. Nelle determinazioni di quantit meno minute in se stesse, i metodi imaginati dai signori Arago e Fresnel, pel misuramento dei poteri refrattivi dei mezzi trasparenti per via del fenomeno della diffrazione, possono citarsi come offerenti un grado di precisione da null'altro limitato fuorch dai desideri dell'osservatore, e dal tempo e dalla pazienza che vuol consacrare alla sua osservazione. E per riguardo alla direzione delle osservazioni a quei punti dai quali si possono ottenere vere notizie e trarre conclusioni positive, l'igrometro di Daniell pu essere menzionato come un bell'esempio dell'introduzione in uso generale di uno stromento che ha sostituito una indicazione fondata su principii rigorosi ad una che era perfettamente arbitraria.
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390. Nello specolare sulle future speranze della scienza fisica, non sarebbe giusto il lasciare addietro la probabilit o piuttosto la certezza che siano talora per rinnovarsi quei fortunati accidenti che hanno avuta una cos possente influenza sul passato; occasioni nelle quali una fortunata combinazione opportunamente osservata pu farci conoscere in un istante principii di cui non si avrebbe alcun sospetto se non fosse per una simile osservazione accidentale. Boyle ha intitolato uno dei suoi saggi con queste parole rimarchevoli. - "Della grand'ignoranza dell'uomo intorno agli usi delle cose naturali; ovvero che non esiste cosa alcuna in natura di cui si conoscano pienamente gli usi per la vita umana(71)". La storia tutta delle arti, dai tempi di Boyle in qua,  stata un continuo comento di questo testo; e se riguardiamo, tra gli usi delle opere della natura, a quello che  sicuramente il pi nobile di tutti, il quale ci guida alla conoscenza dell'Autore della natura per mezzo della contemplazione del modo maraviglioso col quale ha compiuto i suoi disegni nelle sue opere, le scienze non hanno dato minore testimonianza della sua verit. N dobbiamo supporre che il campo si sia menomamente ristretto, o che le probabilit di cos fortunate scoperte si siano punto diminuite per quello che gi si sono fatte; al contrario si sono incalcolabilmente estese. Egli  vero che i fenomeni ordinari che accadono sotto i nostri occhi sono stati minutamente esaminati, e che i pi potenti ed ovvii principii che si presentano all'osservazione superficiale sono stati osservati ed incorporati nei nostri sistemi di scienza, ma per non dire che la massima parte dei fenomeni naturali sono ancora da spiegarsi, ogni nuova scoperta nella scienza, rivela classi intiere di fatti che diversamente non sarebbero mai cadute sotto la nostra osservazione, e stabilisce relazioni che somministrano alla mente filosofica un campo sempre pi esteso di specolazioni, nello scorrere il quale  quasi impossibile che non incontri nuovi ed inaspettati principii. Quanto infinitamente maggiori, per esempio, non sono le mere probabilit di scoperte nella chimica fra le innumerevoli combinazioni con le quali il chimico moderno  familiare, che non fossero al tempo che due o tre elementi imaginari e da dieci a venti sostanze le cui propriet si conoscevano in una maniera alquanto distinta, formavano lo stretto circolo nel quale le idee del filosofo si dovevano aggirare? Quanti esempi non abbiamo ne' quali una nuova sostanza o una nuova propriet, introdotta nell'uso familiare, per essere cos stata posta in relazione con tutti i nostri presenti elementi di sapere,  divenuta il mezzo per cui si svilupparono propriet o principii fra gli oggetti pi comuni, che altrimenti non sarebbero mai stati scoperti? E per dare un esempio; se il platino non fosse stato un oggetto che comunemente s'incontra in un'officina chimica, chi avrebbe mai sospettato che si potesse fabbricare una lampada che ardesse senza fiamma? E saremmo noi mai arrivati ad aver conoscenza di quei curiosi fenomeni e di quei prodotti di semi-combustione che questo bello sperimento rivela?
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391. Finalmente quando riflettiamo su ci che  stato fatto nella scienza e lo paragoniamo con ci che rimane a farsi, non possiamo non essere profondamente impressi dell'idea che abbiamo lavorato e stiamo ancora lavorando pel bene delle vegnenti generazioni(72). In questi casi solamente siamo giunti a quelle leggi generali o assiomi che ammettono una diretta illazione deduttiva, e ci pongono dinanzi le soluzioni dei fenomeni fisici come tanti problemi di cui possediamo pienamente i principii di soluzione, e che non richiedono altro se non acutezza di raziocinio per seguirli sino nei loro ultimi penetrali. In un numero ancora minore di casi abbiamo potuto sollevarci a quel potere di raziocinio astratto che  necessario per compiere un'opera di tanta difficolt. La scienza adunque, in relazione alle nostre facolt, rimane tuttavia infinita e inesplorata, e dopo il trascorrere di un secolo e mezzo dall'era delle scoperte di Newton, durante i quali ogni sua parte  stata coltivata con uno zelo ed un'energia che al certo furono ampiamente ricompensati, noi rimaniamo nella posizione in cui quel sommo filosofo si figurava di essere, lungo il lido di un vasto oceano, dalle cui spiagge abbiamo raccolto alcune di quelle innumerevoli e belle produzioni che getta fuori con inesausta prodigalit, ma il cui acquisto non pu essere riguardato come una diminuzione dei tesori che vi rimangono.
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392. Ma questa considerazione lungi dal reprimere i nostri sforzi, o dal toglierci la speranza di giungere a qualche oggetto intrinsecamente grande, dovr piuttosto eccitarci a nuove imprese per la certezza di un'ampia ricompensa, parte di quel tesoro inesauribile che null'altro aspetta se non di essere assiduamente esplorato dalle nostre fatiche. "Non  gi uno sprezzare la mente umana il supporla incapace di sforzi infiniti, o di esaurire un soggetto infinito(73)". In qualunque stato di cognizioni che c'imaginiamo l'uomo esser posto, il suo progresso verso un pi alto stato non avr mai da temere un limite che lo arresti, ma debbe continuare sino all'ultima esistenza della societ.
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393. Ella  per questo rispetto vantaggiosa la idea della scienza, che riferisce ogni suo avanzamento alla scoperta di leggi generali, e all'inchiudere di ci che  gi noto in formole generali di un ordine ancora maggiore; imperciocch questo modo di considerare il soggetto lo rappresenta qual' veramente, essenzialmente incompiuto ed impossibile a comprendersi tutto in un sistema o ad essere abbracciato da una sola mente. Tuttavia dobbiamo rammentarci che, per quanto l'esperienza c'insegna, ogni passo verso la generalit  stato ad un tempo un passo verso la semplificazione. Egli  soltanto quando andiamo erranti e smarriti nei labirinti di particolarit, o siamo impediti in tentativi inutili di aprirci una strada nei sentieri spinosi delle applicazioni, in cui le forze del nostro raziocinio non sono sufficienti, che la natura ci sembra complicata. - Tosto che la contempliamo qual , ed occupiamo una posizione dalla quale possiamo dominare collo sguardo, non fosse che una picciola parte del suo disegno, non  mai che non riconosciamo quella sublime semplicit per cui la mente si persuade di essere giunta alla scoperta del vero.
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FINE.
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Note al testo.
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(1) Hooke, opere postume. Londra, 1705, pag. 472 e 458.
(2) Della ricchezza delle nazioni, lib. i, cap. i, pag. 15.
(3) Su questo soggetto non possiamo trattenerci dal citare un passo di uno dei pi profondi e ad un'ora pi popolari scrittori dei nostri tempi, su di una materia sconnessa, per verit, dalla nostra, ma che grandemente dilucida il punto che trattiamo. "Se la scienza foss'anche manifestamente incompiuta, ma della pi alta importanza, non sarebbe sicuramente da saggio l'impedire le investigazioni, guidate da giusti principii, quand'anche la loro utilit pratica ed immediata non fosse visibile. Nelle matematiche, nella chimica ed in ogni parte della filosofia naturale, quante ricerche sono necessarie pel loro incremento, le quali prese separatamente non sembrano condurre ad un proposito specificamente vantaggioso? Quante utili invenzioni e quanto prezioso sapere sarebbero stati perduti se una ragionevole curiosit ed un semplice amore della scienza non fossero stati riguardati come un motivo sufficiente per la ricerca della verit?" - Malthus, Principii di Economia politica, pag. 16.
(4) ?????, ratio, ragione.
(5) ?????, verbum, parola.
(6) Sarebbe da desiderarsi che i navigatori fossero pi cauti a non incorrere in questa censura. Nello scorrere rapidamente un mappamondo, vi troviamo tre isole Melville, due stretti del Re Giorgio, e innumerevoli Capi Bianchi.
(7) YOUNG. Letture sulla Fil. Nat. ii, 627. Vedi anche le Trans. Fil. 1801-2.
(8) Il capitano Basilio Hall della marineria reale.
(9) Dobbiamo avvertire i lettori, che volessero farne la prova, che questo sperimento  alquanto delicato, e da non farsi senza parecchie precauzioni per assicurarne il buon esito. Per queste ci riferiremo alla nostra autorit originale (Fresnel. Mmoire sur la diffraction de la lumire, pag. 124).
(10) Quali si usano nelle filature di cotone.
(11) Una simile massa peserebbe dalle quattro alle cinquecento mila libbre. Vedi il ragguaglio del dottore Kennedy sull'erezione d'un obelisco di granito, di un sol pezzo di circa settanta piedi, a Seringapatam. - Trans. Fil. Ed., vol. ix, pag. 312.
(12) Il dottore Coindet di Ginevra.
(13) Giornale di un viaggio ai mari del Sud, ecc. ecc., sotto il comando del commodoro Giorgio Anson nel 1740-1744, di Tommaso Pascoe. Lond. 1745. Le stragi dello scorbuto erano cos tremende che nell'anno 1726 l'ammiraglio Hosier fece vela con sette vascelli di linea per le Indie occidentali, e per due volte perduto ogni individuo, ne mor egli stesso di dolore. Il dottore Johnson nell'anno 1778 descriveva la vita di mare in questi termini: "Quanto al marinaro, quando dalla tolda guardate gi nell'interno, vi vedete l'eccesso della miseria umana. Che affollamento! che immondizia! che fetore! Una nave  una prigione in cui si corre di pi il pericolo di essere annegato. Anzi  peggiore in ogni rispetto; peggiore stanza, peggior aria, peggior alimento e peggior compagnia!" - Smollet che conosceva per esperienza gli orrori della vita di mare in quei tempi, ne fa una viva pittura nel suo Roderick Random.
(14) Il sugo di limone era dugent'anni fa conosciuto come il miglior rimedio per lo scorbuto, siccome appare dagli scritti di Woodall. La sua opera  intitolata "Il Compagno del Chirurgo, ossia Medicina militare e domestica di Giovanni Woodall, maestro in chirurgia; Londra, 1636, pag. 165". Nel 1600 d Commodoro Lancaster fece vela dall'Inghilterra con tre altre navi pel Capo di Buona Speranza il d 2 di aprile, e giunse alla baia Saldanha il 1o di agosto. La nave del Commodoro godeva di una salute perfetta a cagione della distribuzione di tre cucchiai di sugo di limone fatta ogni mattina a ciascuno de' suoi, mentre le altre navi erano cos tormentate dallo scorbuto che non potevano esser governate per mancanza di braccia, e il Commodoro fu obbligato a mandar uomini per calarvi le vele e per mettere in mare i loro battelli. (Purchas's Pilgrim, vol. i, pag. 149).
 Un dottore di collegio e riputato fisico pubblic nel 1753 un opuscolo sullo scorbuto di mare, in cui fa avvertire la gran virt di questo rimedio; ed il signor A. Baird, chirurgo della corvetta l'Ettore, dice che dagli effetti veduti a bordo di quella nave, "egli pensa di non poter essere accusato di prosunzione se pronunzia che, propriamente amministrato, questo  un rimedio infallibilissimo tanto per curare quanto per preservare dallo scorbuto". (Vide Trotter, Medicina Nautica).
 Le precauzioni usate dal capitano Cook ne' suoi celebrati viaggi avevano dimostrato all'evidenza, col loro compiuto buon esito, la possibilit di frenare lo scorbuto nelle pi lunghe navigazioni, ma un sistema uniforme di prevenzione in tutta la marineria non era ancora stabilito. Crediamo che la sua sistematica introduzione nella regola del viver nautico, per mezzo di un ordine generale dell'ammiragliato, sia dovuta alle rappresentazioni del dottore Blair e di sir Gilberto Blane nella loro qualit di commissari per l'amministrazione de' marinari infermi e feriti, fatte nel 1795. L'effetto di questo saggio provvedimento (naturalmente considerato insieme con le cause generali del miglioramento della pubblica salute) pu essere stimato dai fatti seguenti: - Nel 1780 il numero di ammalati di scorbuto ricevuti nello spedale di Haslar fu di 1457; nel 1806 ve ne fu uno e nel 1807 un altro. Vi sono adesso nella marineria molti chirurghi che non hanno mai veduto questa malattia.
(15) In tutta la Francia il parafulmine  riguardato come un prezioso ed utile stromento: e in quelle parti della Germania in cui le tempeste sono ancor pi comuni e tremende, il suo uso  divenuto quasi universale. In Monaco di Baviera v'ha appena una casa moderna che ne sia sprovveduta, e la costruzione n' migliore della nostra, impiegandovisi parecchi fili di rame attorcigliati in forma di corda.
(16) Siamo stati informati da un fisico romano di grido (il dottor Morichini) che una gran quantit di solfato di chinina vien fabbricata in Roma ed  consumata nella Campagna, con effetto evidente di mitigazione della severit delle malattie prodotte dalla malaria cui i suoi abitanti vanno soggetti.
(17) Memorie della societ medica, del dottore Johnson, vol. v.
(18) La macchina di Huel Towan. Vedi il ragguaglio del signor Henwood: "Delle operazioni di alcune macchine a vapore in Cornovaglia durante i mesi di aprile, maggio e giugno 1829". Giornale di Brewster, ottobre 1829. La pi alta forza media mensuale di questa macchina giunge sino a 79 milioni di libbre.
(19) Tuttavia questa non  una proposizione affatto giusta; il lavoro giornaliero di un uomo corrisponde a 4 libbre di carbone. L'immensa fatica di questa salita proviene da altre cause ovvie e non dalla sola altezza.
(20) L'inglese dice acres, misura che qui non occorre di ridurre precisamente nella corrispondente italiana. Cos voltiamo pure bushel nello staio, senza pretendere che l'uno sia esattamente eguale all'altro. Siccome le cose dette dall'autore non sono sperimenti da sottoporsi ad una prova, ma sono semplicemente dimostrative, non si  creduto che fosse pregio dell'opera il tenersi ad un'esattezza matematica, ricorrendo ad una scrupolosa riduzione delle misure. Si avverta inoltre che quando si parla di libbre, di piedi e di miglia, si fa sempre allusione alle misure inglesi. - Nota del Traduttore.
(21) La sua superficie  di circa 40,000 jugeri, e la profondit media  di 20 piedi. Si era proposto di prosciugarlo dividendolo per mezzo di rialti in tante parti pi facili ad essere votate dai mulini a vento.
(22) Nessuno dubita che l'impresa non sia di possibile riuscita. Otto o nove mila chaldrons di carbone bene impiegati basterebbero ad evacuare tutta l'acqua. Ma si dubita se la cosa sarebbe profittevole, e taluni, considerando che alcune centinaia di pescatori i quali si guadagnano il vitto sul lago, rimarrebbero privi di questo mezzo di sussistenza, negano che sia da desiderarsi.
(23) "Sperimenti per determinare la forza della polvere accesa". Trans. Fil., vol. lxxxvii., pag. 254 e seg.
(24) Vedi un'ingegnosissima applicazione di questo genere nello scritto del signor Babbage sull'andar sott'acqua, nell'Enciclopedia Metrop. Altre si presenteranno da se stesse. Per esempio, la zavorra di un pallone volante potrebbe consistere in materiali atti allo svolgere grandi quantit di gasse idrogeno in proporzione del loro peso, se materiali di questa natura possono essere trovati.
(25) Il solforico. Bracconot, Annali di Chimica, vol. xii, pag. 184.
(26) D'Arcet, Annali dell'Industria, febbraio, 1829.
(27) Vedi il ragguaglio del dottore Prout intorno agli sperimenti dei professore Autenrieth di Tubinga. Trans. Filos. 1827, pag. 381. Questa scoperta, che rende la caresta quasi impossibile, merita un maggior grado di celebrit che non ha ottenuto.
(28) Greenwich.
(29) Maskelyne.
(30) Thomson, Elementi di Chimica, vol. ii, pag. 68.
(31) La correlazione presentita dall'autore si verific poco stante colle scoperte di Faraday, delle correnti magneto-elettriche. - N. T.
(32) Nel testo: proporzione [nota per l'edizione elettronica Manuzio].
(33) Galileo non la perdona al modo Aristotelico di ragionare. Il lettore pu riguardare questa sua analisi come un saggio della qualit dei raziocini del filosofo greco. L'oggetto  di provare l'immutabilit e l'incorruttibilit dei cieli; e cos si procede:
 I. Mutazione  generazione o corruzione.
 II. Generazione e corruzione solamente accadono fra contrari.
 III. I movimenti dei contrari sono contrari.
 IV. I movimenti celesti sono circolari.
 V. I movimenti circolari non hanno contrari.
 a. Perch non ci possono essere se non tre movimenti semplici:
 1. Ad un centro.
 2. Intorno ad un centro.
 3. Da un centro.
 b. Di tre cose una sola pu essere contraria ad una di esse.
 c. Ma un movimento a un centro  manifestamente l'opposto di un movimento da un centro.
 d. Dunque un movimento intorno ad un centro (cio il movimento circolare) rimane senza contrario.
 VI. Dunque i movimenti celesti non hanno contrari - dunque fra le cose celesti non vi sono contrari - dunque i cieli sono eterni, immutabili, incorruttibili, ecc. ecc.
 Egli  evidente che tutta l'assurdit di questo argomento dipende dalle troppo vaghe nozioni di generazione, corruzione, contrari, ecc., dalle quali si parte. Vedi Galileo, Systema Cosmicum, Dial. i., pag. 30.
(34) Macquer giustamente osserva che gli alchimisti avrebbero reso servizi essenziali alla chimica, se avessero riferito i loro sperimenti infelici, con chiarezza eguale all'oscurit con cui riferiscono quelli che pretendono essere stati felici. Macquer, Dizionario di Chimica, i, x.
(35) Paracelso oper la maggior parte di queste guarigioni col mercurio e coll'oppio, del quale ultimo aveva imparato l'uso in Turchia. I fisici del suo tempo ignoravano le preparazioni mercuriali, e temevano l'oppio siccome freddo in quarto grado. Il tartaro era pure grandemente prediletto da Paracelso, che gl'impose questo nome "perch contiene l'acqua, il sale, l'olio e l'acido che ardono il paziente come fa l'inferno:" in una parola era una specie di contro bilancia al suo oppio.
(36) Vedi La vita di Galileo Galilei del Drinkwater, con illustrazioni dei progressi della filosofia sperimentale.
(37) La stella temporaria in Cassiopea, osservata da Cornelio Gemma nel 1572, era cos sfavillante da esser veduta di mezzo giorno. Quella nel Serpentario, primamente veduta da Keplero nel 1604, eccedeva in splendore tutte le altre stelle e tutti i pianeti.
(38) Giornale filosofico di Edimburgo, 1819, vol. I, p. 8.
(39) Il principio astratto della ripetizione in fatto di misura (cio soprapponimento di unit senza errore)  applicabile ad un gran numero di casi nei quali si richiede che le quantit siano determinate con una minuta scrupolosit. Nella chimica, nel determinare le misure dei pesi atomici dei corpi, egli sembra facilmente e compiutamente applicabile, per via di un metodo che si presenta di per s ad ogni chimico, e pare la sola cosa che manchi per rendere l'esattezza delle chimiche determinazioni eguale a quella dei misuramenti astronomici.
(40) Esemplari accurati e perfettamente autentici del yard e della libbra, eseguiti in platino ed ermeticamente sigillati nel vetro, dovrebbero essere deposti profondamente nell'interno di qualche grosso muro di un grande pubblico edifizio, donde non potessero essere tolti se non con una difficolt sufficiente ad impedire che si toccassero salvo in un alto ed urgente bisogno. Il fatto dovrebbe essere pubblicamente registrato, e la sua memoria conservata da un'iscrizione. E per verit quante pregevoli ed utili cognizioni, dello stato delle arti e del sapere a un dato tempo, potrebbero essere trasmesse alla posterit in una distinta, sensibile e non peritura forma, se invece dell'assurdo ed inutile deposito di poche monete e medaglie nei fondamenti degli edifizi, vi si sostituissero saggi d'ingegnosi strumenti, o compendiose notizie di verit scientifiche, o metodi d'arti e manifatture! I libri conserveranno essi infallibilmente ad una remota posterit tutto ci che desideriamo si conosca in avvenire di noi e delle nostre scoperte, o tutto quello che la posterit bramer di saperne? E non potrebbe una cerimonia inutile essere cos trasformata in un atto di registrazione, in un archivio perpetuo, di ci che maggiormente apprezziamo e riconosciamo essere preziosissimo?
(41) Nel sistema cui si allude il nome di quarzo  dato al iolite ed alla pietra ossidiana; quello di mica alla piombaggine, al clorite ed all'uranite; di zolfo all'orpimento, al risigallo ecc. V. Mohs, Sistema di mineralogia, tradotto in inglese da Haidinger.
(42) Il passo seguente della synopsis della Flora Britannica di Lindley caratterizza giustamente i meriti rispettivi, sotto un aspetto filosofico, dei sistemi naturali ed artifiziali di classificazione in generale, sebbene limitato nella sua espressione alla sua scienza immediata: - "A malgrado di tutto ci che si  fatto e che si far in avvenire, vi sar sempre maggior difficolt nell'acquistar cognizione del sistema naturale della botanica che nel rendersi familiare quello di Linneo. Questo passa soltanto leggermente sulla superficie delle cose, o lascia lo studente nel sognato possesso di una specie d'istruzione che si pu facilmente ottenere, ma che  di poco pregio quando  ottenuta: il sistema naturale richiede una minuta investigazione di ogni parte e di ogni propriet che si sanno esistere nelle piante; ma quando  inteso, egli ha comunicato alla mente una gran quantit di vere cognizioni, utilissime all'uomo in ogni condizione della vita. Qualunque sia la difficolt di conoscere le piante secondo questo metodo, essa  inseparabile dalla botanica che non si pu utilmente studiare senza vincerla." Schiller ha alcuni bei versi su questo soggetto, intitolati: "Menschlicher Wissen" (sapere umano). Gedichte vol. I, p. 72. Leipzig, 1800.
(43) Lyell, principii di geologia, vol. I. - Fourrier, Mmoires de l'acadmie des sciences, tom. VII, p. 592 "L'tablissement et le progrs des socits humaines, l'action des forces naturelles, peuvent changer notablement, et dans de vastes contres, l'tat de la surface du sol, la distribution des eaux, et les grands mouvemens de l'air. De tels effets sont propres  faire varier dans le cours de plusiers sicles le dgr de la chaleur moyenne: car les expressions analytiques comprennent des cofficiens qui se rapportent  l'tat superficiel, et qui influent beaucoup sur la valeur de la temprature." In questa enumerazione del signor Fourrier delle cause che possono alterare la relazione generale della superficie di vasti continenti al calore, si vuol render giustizia al sig. Lyell, osservando che la mutazione graduale dei luoghi dei continenti stessi sulla superficie del globo, pel consumo cagionato dal mare da una parte, e per l'azione sollevatrice di forze sotterranee dall'altra, non occorre espressamente e non pu giustamente essere inchiusa nel senso generale di questo passo, che si limita alla considerazione di quei cambiamenti che possono accadere sulla superficie della terra.
(44) Questo soggetto  maggiormente sviluppato in uno scritto presentato non  molto tempo alla Societ Geologica di Londra.
(45) Trans. filos. 1824.
(46) Vedi pi sotto la nota al Paragrafo 191.
(47) Per non dover fare lunghe perifrasi,  stato qui e altrove necessario di tradurre letteralmente il residual phenomenon dell'inglese. Il lettore sapr apprezzare la difficolt di tradurre certe espressioni filosofiche, e questa non sar la sola volta che si avr ad invocare la sua indulgenza. - Nota del Traduttore.
(48) Wells, sulla rugiada.
(49) Principia, lib. III, prop. 6.
(50) Un esempio curiosissimo dello sperimento di una legge compiutamente empirica in un caso estremo,  da vedersi nella regola di Newton per la dilatazione de' suoi anelli colorati veduti fra vetri a grandi obbliquit. Ottica, lib. II, parte I, oss. 7.
(51) Il clivaggio, che alcun hanno tratto dall'inglese cleavage,  quella propriet che hanno i cristalli di spaccarsi, sfaldarsi o dividersi in certe direzioni. - Nota del Traduttore.
(52) Acci il lettore non si maravigli della singolarit di certe espressioni tolte qui da Bacone, stimiamo opportuno di brevemente accennare quali siano i termini originali di cui quel filosofo si serve nella lingua, per cos dire, da lui creata nel suo Novum organum. Ci che noi traduciamo per casi, e che nell'inglese vien detto instances, Bacone lo chiama instanti; ora queste instanti sono casi od esempi, ed ora fenomeni, fatti, esperimenti; e ve n'hanno di molte specie, fra le quali ci contenteremo d'indicare le seguenti: instanti ostensiv (manifeste); instanti clandestin (clandestine od oscure); instanti migrantes (migranti o viaggianti); instanti manipulares (collettive); instanti limitane (di limiti); instanti comitatus atque hostiles (di accompagnamento e di separazione); instanti fderis (di alleanza o di unione); instanti crucis (di croce), ecc. ecc. Le quali tutte, a ben intenderle, richieggono una cognizione particolare del modo di pensare e dello stile tecnico di Bacone. Per dar un esempio dell'origine di queste espressioni, alcune delle quali sembrano adesso cos strane, basti il dire che nelle instanti crucis Bacone tolse l'idea dalle croci piantate nei bivii per indicare la strada ai viaggiatori; cosicch queste instanti debbono secondo lui determinare l'animo del filosofo, fra due o pi conclusioni, come la mano posta su dell'uno o dell'altro braccio di una croce segna la via che il viaggiatore debbe seguire. - Nota del Traduttore.
(53) Vedi Trans. filosofiche 1819.
(54) "Quando ci si dice che Saturno muove nella sua orbita colla velocit di pi di 22,000 miglia in un'ora, noi c'immaginiamo che il movimento  rapido; ma quando troviamo che impiega pi di tre ore a percorrere la lunghezza del suo proprio diametro, noi dobbiamo allora stimarlo lento come  veramente". Trenta lettere su vari soggetti di Guglielmo Jackson, 1795.
(55) Thomson, Elementi di chimica.
(56) Misura inglese.
(57) Il traduttore  qui costretto a confessare di non aver saputo trovare altra espressione per distinguere questa qualit dalla durezza, come  distinta in inglese dal vocabolo toughness, specie di durezza diversa da quella indicata col termine hardness. - Nota del traduttore.
(58) Pare non vi sia dubbio tuttavia che un telescopio acromatico era stato costrutto da un privato dilettante (il sig. Hall), qualche tempo prima che Euler e Dollond vi pensassero.
(59) Facciamo allusione alle combinazioni acromatiche recentemente inventate dai signori Barlow e Rogers, e i densi vetri di cui il sig. Faraday ha recentemente spiegato la manifattura in uno scritto pieno dei pi begli esempi di delicata e felice manipolazione chimica, per cui  da sperarsi che sorga un'era novella nella pratica dell'ottica, i cui benefizi saranno sentiti se non altro dalla prossima generazione. Vedi Trans. Filos. 1830.
(60) Alfonso di Castiglia, 1252.
(61) Jackson, Lettere su vari soggetti ecc. ecc.
(62) Fra i primi di questi il Piemonte e l'Italia si gloriano di mettere quello del Plana. - Nota del Traduttore.
(63) Thomson, Elementi di chimica, introduz.
(64) Si noti che la parola inglese heat significa ad un tempo calore e calorico. Vedendo siccome oggid si suol fare promiscuamente uso dell'una e dell'altra espressione in italiano, noi abbiamo stimato di attenerci generalmente alla prima, rinunziando cos ad una distinzione che non esiste nell'originale. - Nota del Traduttore.
(65) Novum organum, parte II, tav. 2 (24), (30) ecc., sulla forma o natura del calore.
(66) Queste ed altre belle propriet e relazioni del calore con la luce furono poste test in piena evidenza o scoperte da Melloni e da Forbes. - Nota del Traduttore.
(67) Faremo menzione di una che non ci ricordiamo di aver veduta accennata altrove, nel caso di un turbamento dell'equilibrio del calore prodotto per mezzi puramente meccanici, e per un metodo affatto dipendente da un certo ordine e da una certa successione di avvenimenti, e dall'operazione di cause conosciute. Suppongasi una quantit d'aria rinchiusa in un recipiente metallico, buon conduttore del calore, e subitamente compressa da uno stantuffo. Dopo di aver dato tempo al calore sviluppato dalla condensazione di comunicarsi dall'aria al metallo, il quale acquister cos una temperatura pi o meno superiore a quella dell'atmosfera che lo circonda, si ritiri subitamente lo stantuffo, e l'aria sia restituita al suo volume originario in un istante. L'intero apparato si trova adesso precisamente nella sua primiera situazione, quanto alla disposizione delle sue parti materiali, e la quantit intiera del calore che contiene rimane la stessa. Ma  evidente che la distribuzione di questo calore internamente  adesso assai diversa da quello che era prima; poich l'aria nella sua subita espansione non pu riassorbire in un istante di tempo tutto il calore che  passato al metallo, essa avr dunque una temperatura inferiore a quella dell'atmosfera generale, mentre il metallo ne possiede una superiore. Cos si  bona fide operata una sovversione dell'equilibrio della temperatura. Il calore  stato cacciato dall'aria dentro il metallo, mentre tutto il rimanente resta inalterato.
 Qui abbiamo un mezzo per cui  evidente che si pu ottener calore dall'aria in qualunque grado, senza combustibile. Imperciocch se invece di ritirare lo stantuffo e di lasciare che la medesima aria si spanda nel recipiente, questa sar lasciata sfuggire cos rapidamente che non assorbisca di bel nuovo il calore perduto, ammettendovi nuova aria e ripetendosi l'operazione, una quantit qualunque d'aria potr in questo modo essere privata del suo calore.
(68) Vedi Trans. Filos. 1824.
(69) Se il cervello  una pila elettrica costantemente in azione, si pu concepire che si scarichi ad intervalli regolari, quando la tensione dell'elettricit sviluppata giunga ad un certo grado, lungo i nervi che comunicano col cuore, e cos ecciti le pulsazioni di quell'organo. Quest'idea  fortemente suggerita dalla vista di quell'elegante apparecchio, detto pila secca di Deluc, in cui le successive accumulazioni dell'elettricit sono portate via da una palla sospesa, la quale  tenuta dagli scaricamenti in uno stato di pulsazione regolare per un tempo qualunque. Noi abbiamo veduto l'azione di questa pila mantenuta in tal modo per anni interi nello studio di quell'eminente filosofo. La stessa idea della causa della pulsazione del cuore sembra essersi presentata al dott. Arnott; ed  accennata nella sua utile ed eccellente opera sulla fisica, cui tuttavia non andiamo debitori di questo pensiero, che molti anni sono ci  indipendentemente venuto.
(70) Vedi la descrizione di un'invenzione di questa sorta nella lettera del Dr. Young, vol. I, pag. 191.
(71) Boyle, opere, fol. vol. III, saggio X, p.185.
(72) Jackson, Le quattro et, p. 52. Londra: Cadell e Davies, 1798, 8.o
(73) Jackson, le quattro et, p. 90.
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FINE.