È indubbio che lo sviluppo della scienza moderna ha tratto notevole
giovamento dal progressivo affinamento del metodo di interrogare
mediante esperimenti la natura. Ma per avere risposte utili bisogna saper
porre le domande, come fecero Torricelli e Pascal, che costrinsero la
natura a dire sul vuoto tutto quello che sapeva ma non aveva osato
confessare.
Pascal, ricordato soprattutto per i Pensieri, fu un geniale matematico e
un abile fisico sperimentale. Queste qualità risultarono evidenti
soprattutto nelle sue ricerche pionieristiche di idraulica e sul problema
del vuoto, una delicata questione che impegnò i più brillanti filosofi
naturali europei intorno alla metà del Seicento. Se nel Medioevo intorno
al presunto "orrore del vuoto" da parte della natura si era fatto - avrebbe
detto Shakespeare - "molto rumore per nulla" (il vuoto veniva
considerato equivalente al nihil), una nuova fase di riflessione sul vuoto
era stata aperta da Galileo nei Discorsi e dimostrazioni matematiche
intorno a due nuove scienze (1638). Sagredo, uno degli interlocutori del
dialogo galileiano, vi dichiarava che i fontanieri sapevano benissimo, per
esperienza, che l'acqua "non pativa d'essere alzata... un capello più di
18 braccia" (cioè circa 10,5 metri). Da cosa derivava questo limite?
Galileo rispose che la causa doveva essere cercata nella resistenza
della natura alla produzione del vuoto; egli si sforzò quindi di dimostrare
che tale resistenza è pari al peso di una colonna d'acqua di 18 braccia.
Una "corda o verga d'acqua" superiore alle 18 braccia si rompe perché il
suo peso supera la resistenza al vuoto.
Grazie a Galileo, il vuoto diventò di gran moda nei circoli scientifici. Un
lettore romano dei Discorsi, Gasparo Berti, fu colpito dalla sicurezza con
cui Galileo affermava che l'acqua non poteva essere sollevata un capello
più di 18 braccia. Gli sembrava troppo poco. Egli fissò alla facciata del
proprio palazzo un tubo di piombo lungo circa 22 braccia con l'estremità
inferiore, provvista di rubinetto, immersa in una botte piena d'acqua.
Riempì poi il tubo dall'alto, sigillandone l'apertura. Aperto quindi il
rubinetto alla base, osservò che l'acqua scendeva, ma solo fino a una
certa altezza. Berti misurò l'altezza della colonna d'acqua ed ebbe il
grande piacere di scoprire che Galileo si era sbagliato, perché la colonna
era al di sopra di 18 braccia! La sua soddisfazione fu però di breve durata
perché gli fu fatto notare che non avrebbe dovuto misurare l'altezza della
colonna d'acqua dal fondo della botte, ma dalla superficie dell'acqua.
Eseguita nuovamente la misurazione, Berti trovò che Galileo aveva
perfettamente ragione.
In seguito Berti aggiunse un'ampolla di vetro alla sommità del tubo e
ripeté l'esperimento con l'amico Raffaello Magiotti, alla presenza dei
gesuiti Athanasio Kircher e Niccolò Zucchi. Kircher suggerì di inserire
una campanella dentro l'ampolla, trattenendone il battaglio con una
calamita applicata esternamente. Rimuovendo la calamita, il battaglio
sarebbe caduto, consentendo così di accertare se il suono della
campanella sarebbe risultato percepibile. L'esperimento fu eseguito e il
suono fu udito chiaramente. La conclusione sembrava evidente: dopo la
discesa dell'acqua, l'ampolla non era vuota ma conteneva dell'aria o altra
sostanza attraverso cui si propagava il suono.
Anche gli esperimenti parlano talvolta in modo ambiguo e con lingua
biforcuta. In questo caso si avvertì il suono non perché nell'ampolla fosse
restata dell'aria, ma perché le vibrazioni della campanella nel vuoto
furono trasmesse al filo metallico che la sosteneva.
Fatto sta che il suono era stato avvertito. Rispettosi dell'evidenza
sperimentale, i signori romani conclusero che il vuoto era una ipotesi
vuota. Berti smontò la propria complessa apparecchiatura, ringraziò gli
amici e ben presto tutti dimenticarono il divertente ma inconcludente
gioco coll'acqua.
All'inizio del 1644 entra in scena Evangelista Torricelli. Subentrato a
Galilei nella carica di Matematico del Granduca di Toscana da un paio
d'anni, Torricelli era già riconosciuto come un matematico di altissimo
livello. Sfortunatamente morirà nel 1647, pochi giorni dopo il suo
trentanovesimo compleanno.
Siamo a conoscenza del famoso esperimento di Torricelli grazie a una
lettera che egli scrisse all'amico romano, Michelangelo Ricci, l'11 giugno
1644. Torricelli ebbe l'idea geniale di usare al posto dell'acqua il
mercurio, circa 14 volte più pesante dell'acqua. Egli calcolò che, se una
colonna d'acqua scende fino all'altezza di c. 10,5 cm, allora una colonna
di mercurio si sarebbe dovuta arrestare intorno ai 76 centimetri. Prese un
tubo di vetro di circa un metro sigillato a una estremità e lo riempì
completamente di mercurio. Mise poi un dito sull'apertura, capovolse il
tubo in un grande vaso pieno di mercurio e, quando tolse il dito, la
colonna di mercurio si arrestò esattamente all'altezza prevista.
Torricelli è un eroe della Rivoluzione Scientifica di cui si parla troppo
poco. Ebbe non solo l'idea geniale di usare il mercurio al posto
dell'acqua, ma anticipò virtualmente tutte le implicazioni
dell'esperimento. La forza che impediva al mercurio di scendere al di
sotto dei 76 centimetri era stata cercata da tutti dentro il tubo; Torricelli
la cerca fuori. Poiché la terra è circondata da un oceano d'aria, e poiché
l'aria pesa, questa pressione agisce sulla superficie del recipiente
contenente il mercurio impedendo la completa discesa del metallo nel
tubo. La colonna di mercurio di 76 centimetri rappresenta, dunque, il
peso che la pressione dell'aria può sostenere. Torricelli intendeva
determinare con questo suo esperimento le variazioni del peso (noi
diremmo di pressione) dell'aria, mettendo così a punto un nuovo
strumento di misura, quello che oggi chiamiamo barometro.
François du Verdus, un giovane francese che era a Roma, vide la lettera
di Torricelli a Ricci e ne inviò una copia a Marin Mersenne a Parigi. Però
du Verdus trascrisse solo la descrizione dell'apparato sperimentale,
omettendo le riflessioni di carattere più teorico. La celeberrima frase,
"Noi viviamo sommersi nel fondo d'un pelago d'aria elementare", non
arrivò in Francia. Le informazioni trasmesse erano tuttavia sufficienti per
consentire di ripetere l'esperimento a Mersenne, il quale però fallì a
causa della scarsa qualità dei suoi tubi. I soffiatori di vetro di Parigi non
erano in grado di fabbricare tubi abbastanza resistenti da non rompersi
quando, riempiti di mercurio, venivano capovolti. Quando, dunque, si dice
che Torricelli rese facile l'esperimento sostituendo all'acqua il mercurio
dobbiamo prendere questa affermazione cum grano salis. L'esperimento
divenne facile per coloro che disponevano di vetro di alta qualità e di
bravissimi soffiatori. Questo accadeva a Firenze, ma non a Parigi.
L'"esperimento italiano", come lo chiamavano i francesi, restò oltre le
loro possibilità fino a quando entrarono in scena i Pascal, padre e figlio.
I Pascal vennero a conoscenza dell'esperimento a Rouen nel 1646 per il
tramite dell'ingegnere Pierre Petit, un amico di Mersenne. La possibilità
di realizzare il vuoto attrasse subito la curiosità del padre di Blaise,
Etienne Pascal, già convinto da anni su basi teoriche che il vuoto fosse
possibile. Va sottolineato che Blaise Pascal fu istruito personalmente
dal padre e non frequentò mai le scuole. Non aveva, quindi, mai
assimilato le tesi antivacuiste delle quali i contemporanei, compreso
Descartes, erano imbevuti. Pascal insomma non dovette sforzarsi di
uscire dagli schemi aristotelici. Inoltre, aveva cospicui mezzi economici,
che gli permettevano di acquistare vetro di qualità.
I Pascal si procurarono l'apparecchiatura necessaria e ripeterono con
successo l'esperimento di Torricelli. Imbaldanziti, decisero di passare
dalla small alla big science. Commissionarono dei tubi eccezionalmente
lunghi - alcuni superiori a 15 metri - per ripetere l'esperimento che
Gasparo Berti aveva effettuato con l'acqua, ma anche col vino (suppongo
per aggiungere un tocco francese). Pascal escogitò un modo ingegnoso
per maneggiare questi lunghi tubi, che legava ad alberi di navi,
ribaltandoli grazie a un sistema di pulegge. Gli esperimenti furono uno
strepitoso successo. Più di cinquecento persone andarono ad assistervi
nella piazza davanti alla fabbrica di vetro di Rouen. Pascal, che si
divertiva da morire, legò due di questi grandi tubi a un albero. Uno fu
riempito d'acqua, l'altro di vino. Di nascosto Pascal aveva realizzato
l'esperimento con il mercurio quella mattina stessa, e aveva calcolato
che l'acqua si sarebbe fermata a 31 1/9 piedi e il vino un po' più in alto a
31 2/3 piedi. La ragione, come Pascal sapeva, è che il vino, contenendo
alcol, è più leggero dell'acqua; quindi sale maggiormente sotto la spinta
della pressione atmosferica.
Prima di iniziare lo spettacolo, come un buon regista, Pascal chiese ai
professori di filosofia naturale presenti se ritenevano che vi fosse una
quantità di "spiriti volatili" maggiore nel vino che nell'acqua. Risposero
ovviamente in modo affermativo; quindi Pascal li portò a concludere che,
facendo l'esperimento con l'acqua e col vino in tubi della stessa
lunghezza, sarebbe rimasto uno spazio più grande sopra la colonna di
vino perché il vino avrebbe prodotto una quantità superiore di "spiriti
volatili". Realizzò allora l'esperimento e fece loro toccare con mano che
l'effetto era il contrario di quello che avevano previsto. Applausi
scroscianti per Pascal e risate di scherno per i professori! Il giovane
francese (aveva appena 23 anni) stava diventando un vero showman!
Ma Pascal voleva far capire e non solo destare meraviglia. Concepì e
realizzò esperimenti più semplici, che divulgò in un libretto intitolato
Expériences nouvelles touchant le vide (1647). Dimostrò una grande
cautela nel trarre conclusioni, limitandosi ad affermare che lo spazio
apparentemente vuoto era privo di qualunque materia percepibile dai
sensi.
Il libretto di Pascal fece scalpore. Uno dei più pronti a reagire fu il
Gesuita Etienne Noël, che era stato professore di Descartes al Collegio
di La Flèche. A sessantasei anni, il Padre Noël era diventato Rettore del
prestigioso collegio gesuita a Parigi, che si trova ancora oggi di fronte
alla Sorbona. Pur definendo l'esperimento di Pascal "intelligente e
meraviglioso", il Padre Noël non accettò l'idea che lo spazio sovrastante
l'acqua fosse vuoto. Gli pareva evidente che dell'"aria purificata" fosse
entrata nel tubo, salendo fino alla sua sommità, mentre il tubo veniva
rovesciato. Ma da dove veniva quest'aria? Noël elencò diverse possibilità:
la sua ipotesi preferita era che l'aria fosse penetrata attraverso i pori del
vetro; sostenne tuttavia che avrebbe anche potuto essersi infilata tra
l'acqua e le pareti del tubo o, forse, si era separata dall'acqua, che si
credeva comunemente contenesse particelle d'aria.
Siamo di fronte allo scontro tra due schemi esplicativi contrapposti. Il
fatto che l'acqua o il mercurio scendano solo fino ad una determinata
altezza non è messo in questione da nessuna delle due parti. Ma
mentre Pascal accetta il vuoto e cerca il modo in cui è stato prodotto,
Noël consuma tutte le proprie energie per dimostrare che il vuoto è una
nozione contorta. Forse perché si chiamava Père Noël (Babbo Natale), il
gesuita amava i giochi di parole, come quello al quale ricorse nel titolo
assegnato alla pubblicazione della corrispondenza con Pascal: Le plein
du vide.
Ciò che colpisce il lettore moderno è il ruolo cruciale che Noël assegna
alla teoria della "grande catena dell'essere". Come Cartesio, ma su basi
differenti, Noël è un pienista. Per lui, la grande catena dell'essere non
conosce interruzioni: il mondo è pieno e tutto è collegato nel
macrocosmo così come nel microcosmo. L'universo diventa
comprensibile per analogia con gli organismi viventi. Pascal viceversa
sarà sempre scettico nei confronti delle analogie col mondo organico.
Egli affermò risolutamente che il mondo può essere conosciuto soltanto
attraverso esperimenti. Ma quale relazione intercorre tra gli effetti esibiti
dagli esperimenti e le teorie generali della natura elaborate dai filosofi?
Pascal suggerisce una conclusione destabilizzante: non vi sono
relazioni necessarie tra fatti e cause, perché ogni effetto può essere
prodotto da un'ampia varietà di cause.
L'esperimento torricelliano può essere esaminato alla luce di due
domande che corrono parallele, ma in direzioni diverse. La prima è: "Che
cosa rimane nello spazio apparentemente vuoto sopra la colonna di
mercurio?" La seconda è: "Perché la colonna di mercurio si sostiene?".
Il Padre Noël si concentra esclusivamente sulla prima domanda ed
escogita vari modi per riempire lo spazio vuoto: l'aria purificata, gli spiriti
volatili, o la materia sottile di Cartesio. In questa prospettiva,
sperimentare non ha molto senso. Chi può provare che non c'è proprio
niente nello spazio che sembra vuoto? La preoccupazione del gesuita è
di ordine metafisico: uno spazio effettivamente vuoto significherebbe la
rovina non solo della fisica di Aristotele, ma anche di quella di
Descartes.
Con Pascal l'analogia organica viene abbandonata. Il meccanicismo
trionfa e avanza sotto il vessillo della scienza sperimentale. La natura è
diventata muta: non lancia più grida di terrore contro il vuoto. Ma per
Pascal il silenzio della natura non è un bene assoluto. Pesa, anzi, su di
lui, quasi come una minaccia. Per il Padre Noël e per coloro che
condividevano il suo punto di vista, la natura respingeva risolutamente
tutti gli attacchi all'unità della grande catena dell'essere. Per l'autore dei
Pensieri, la natura non ha più questo compito: "L'uomo è solo una
canna, la più debole in natura ... Non c'è bisogno che tutto l'universo alzi
le braccia per schiacciarlo: un vapore, una goccia d'acqua è sufficiente
per ucciderlo". Se il vuoto esteriore non è più temuto, il vuoto interiore
diventa una minaccia insidiosa: "Siamo pieni di cose che ci spingono
verso l'esterno". Afferma Pascal: "Una volta nell'uomo c'era una vera
felicità, di cui tutto ciò che rimane è l'impronta vuota e la traccia che egli
cerca di riempire invano con tutto ciò che lo circonda..., ma questo
abisso infinito può essere colmato solo con un ente infinito e immutabile,
cioè da Dio stesso". Il linguaggio della pienezza della vecchia fisica
aristotelica cambia radicalmente registro, ma resta al servizio
dell'armonia, un'armonia che è tanto necessaria quanto paradossale. In
realtà, è la natura umana che aborre il vuoto! | 
