Almanacco della metrologia

Aprile
1 Aprile
Il 1° Aprile 1716 nasce Claude Émile Jean-Baptiste Litre.
Nel 1978, 200° anniversario della morte di Litre, la Conférence Générale des Poids et Mesures decide di usare il suo nome per l'unità SI di volume. L'abbreviazione ufficiale sarà L, seguendo la prescrizione standard che vuole lettere maiuscole per le unità denominate ad omaggio di individui.

Segue qui una biografia del grande ricercatore, tradotta da un articolo apparso nel numero di Aprile dell'anno 1978 di Chem 13 News, rivista rivolta agli insegnanti di Chimica pubblicata dal Dipartimento di Chimica dell'Università di Waterloo, in Canada.

Claude Émile Jean-Baptiste Litre nacque nel villaggio di Margaux, nel cuore della regione del Médoc della Francia. Suo padre era un produttore di bottiglie di vino, come erano stati il nonno e il bisnonno. Le bottiglie Litre, infatti, erano state un complemento vitale del settore del vino di Bordeaux fin dal 1620. Questa tradizione familiare di interesse per i problemi di contenimento liquidi, e la conoscenza delle proprietà del vetro, hanno senza dubbio avuto una grande influenza sui futuri lavori di Litre sulla misurazione del volume.

All'età di 16 anni, Litre, avendo mostrato un crescente talento matematico, fu inviato a Parigi per studiare con Pierre de Maupertuis (1698-1759), che divenne suo mentore scientifico.

La più importante controversia scientifica di quegli anni riguardava la correttezza della teoria newtoniana sulla Terra. Secondo Newton (1642 - 1727), la forma della Terra doveva essere uno sferoide schiacciato, con rigonfiamento all'equatore e schiacciata ai poli, questa forma sia un effetto centrifugo della rotazione terrestre. L'Académie des Sciences decise di testare la teoria misurando le curvature della superficie terrestre all'equatore e all'estremo nord. Di conseguenza, nel 1735 il grande geografo La Condamine (1701-1774) condusse una spedizione di rilevamento verso il Perù, e nel 1736 Maupertuis organizzò una simile spedizione verso la Lapponia svedese. Il giovane Litre fu invitato a partecipare alla spedizione in qualità di assistente di Maupertuis.
In Svezia, il collegamento tra il gruppo francese e la burocrazia svedese venne gestita da Anders Celsius (1701 - 1744), professore di astronomia presso l'Università di Uppsala. Celsius viaggiò in Lapponia con la spedizione come rappresentante ufficiale della Royal Swedish Academy e, durante l'estate del 1736, Litre e Celsius diventarono buoni amici. Non c'è dubbio che la preoccupazione di Celsius per la precisione nelle misure e la sua dedizione alla divisione centesimale delle quantità abbiano avuto una profonda influenza sulla successiva decisione di Litre di intraprendere una carriera come produttore di strumenti scientifici.

I successivi 15 anni di vita di Litre sono avvolti nel mistero. Presumibilmente tornò a Parigi dopo il completamento della spedizione, e si ritiene che abbia incominciato la sua attività di produzione di strumenti nel 1740. Pochissime sono le informazioni documentate disponibili. C'è una notizia non circostanziata che fa riferimento ad una visita in Nuova Francia dove avrebbe tentato di ripetere le misure fatte in Lapponia e un'altra che lo vede di nuovo a Bordeaux a perfezionare le sue tecniche vetrarie! La scarsità di informazioni su questo periodo della vita di Litre, e le ampie divergenze e le incongruenze tra i pochi "fatti" disponibili, si sono dimostrate molto frustranti per gli storici del periodo. [...]
Non vi è, tuttavia, alcun dubbio che nel 1751 Litre fosse già molto conosciuto. Nel settembre dello stesso anno Guillaume Rouelle (1703 - 1770), il famoso dimostratore in chimica presso il Jardin du Roi, tenne una conferenza pubblica su Les Méthodes de Chimie che era niente di meno che una dimostrazione dettagliata della cristalleria chimica di Litre. Entro la fine dell'anno la produzione di Litre quadruplicò. Nell'arco del decennio, Litre aveva sbaragliato i suoi concorrenti e aveva, virtualmente, il monopolio di tutte le apparecchiature chimiche.
Nel corso degli anni '60 e primi anni '70, le attrezzature di laboratorio di Litre diventarono una tradizione in Francia, forse contribuendo alla “Rivoluzione Chimica” quanto Lavoisier ( 1743-1794 ) stesso.
Non che Litre possa essere paragonato a Lavoisier come chimico - anzi Litre affermò sempre di essere completamente all'oscuro del soggetto! Ma era molto di più di un uomo d'affari di grande successo. A 40 anni, aveva fatto la sua fortuna e, lasciato ad altri la gestione della sua attività, si dedicò a quella che si è dimostrato essere la ragione della sua fama: la misura accurata del volume.

Prima di Litre, nessuno aveva mai fatto un cilindro di precisione in vetro trasparente, eppure i suoi cilindri variavano in diametro interno per meno dello 0,1% lungo tutta la loro lunghezza. E nessuno, prima di Litre, aveva graduato con tanta precisione un cilindro di vetro - in decimi, centesimi, e talvolta persino in millesimi! I suoi cilindri graduati, e le sue burette (ha inventato il dispositivo, e il suo nome) erano ambiti dai chimici in tutta Europa.
La sua opera principale, Études Volumétriques, è del 1763 ed è stata tradotta in inglese nel 1764 da Joseph Priestley (1733-1804), e in tedesco nel 1767 da Karl Wilhelm Scheele (1742-1786). Nella prefazione alla sua traduzione, Priestley ha elogiato il lavoro di Litre come un perfetto esempio del fatto che "... tutte le cose (e in particolare tutto ciò che dipende dalla scienza) hanno mostrato in questi ultimi anni una progressione verso la perfezione più rapida che mai.”

Litre visitò l'Inghilterra nel 1765 per ricevere una speciale medaglia d'oro conferitagli dalla Royal Society. In cambio, donò alla Royal Society una serie di suoi cilindri graduati. Purtroppo questi cilindri non sono sopravvissuti agli esperimenti di Sir Humphry Davy (1778 - 1829), che nel 1812 vi produsse tricloruro di azoto.
Litre passò gli ultimi anni della vita godendosi la fama e l'adulazione degli eruditi parigini e affrontando una infinita serie di contenziosi brevettuali con vetrai tedeschi, veneziani e boemi. Sebbene gli fosse stato conferito ogni onore civile che la Francia potesse assegnare, Litre non è mai stato ammesso alla Académie des Sciences, pur avendo prodotto apparecchi per tutti i membri dell'Accademia ed era considerato un amico da molti di loro. Si dice che Litre sia stato tenuto fuori dagli intrallazzi politici di Lavoisier, che non voleva l'atmosfera aristocratica contaminata da un "fournisseur". Litre rifiutò di lasciarsi sconvolgere da questa mancanza di riconoscimento ufficiale da parte della comunità scientifica. In effetti, sembra che Litre non si lasciasse mai sconvolgere da alcunché - era paziente, flemmatico, non incline alle discussioni. Era astemio, laborioso e in ottima salute quando fu prematuramente falciato dal colera il 5 agosto 1778, durante l'epidemia di quell'anno.

Nel suo Études Volumétriques Litre aveva scelto, per il suo volume standard, una misura molto vicino al vecchio flacone reale di Enrico IV, introdotta nel 1595 per uniformare la tassazione del vino. Tuttavia, aveva riconosciuto l'arbitrarietà di questa unità e suggerito che, in qualsiasi sistema razionalizzato di unità, il volume potrebbe essere specificato in termini di una massa standard di un liquido standard. Aveva suggerito di mercurio. Ma il sogno di Litre di un sistema razionalizzato di unità non ha cominciato a materializzarsi che 15 anni dopo la sua morte, quando il matematico Lagrange (1736-1813) è stato nominato a capo di una commissione creata allo scopo di redigere un tale sistema. E nel 1795 nacque il sistema metrico.
Fu adottato il metodo di Litre di specifica del volume, anche se la Commissione decise di utilizzare acqua distillata anziché mercurio come liquido standard. Il chimico Antoine de Fourcroy (1755 - 1809), che aveva studiato la produzione di strumenti della fabbrica di Litre prima della sua grande opera sulla nomenclatura di Lavoisier, fu apparentemente il primo a suggerire che il nome di Litre dovesse essere utilizzato per l'unità di volume.

Ken A. Woolner - Chem 13 News, pagine 1-3, Aprile 1978

Torna all'almanacco della metrologia



2 Aprile
Ad Aprile 1978 esce un numero della rivista Chem 13 News, contenente una biografia di Claude Émile Jean-Baptiste Litre. Probabilmente la maggior parte dei lettori si rende subito conto che si tratta di quello che in Italia chiamiamo “pesce d'Aprile”.
L'articolo, che trovate alla voce “1 Aprile” di questo Almanacco, racconta di come la Conférence Générale des Poids et Mesures abbia deciso di usare il suo nome per l'unità SI di volume, a celebrazione del 200° anniversario della morte di Claude Émile Jean-Baptiste Litre (1716 – 1778), specificando che il simbolo ufficiale sarà L, seguendo la prescrizione standard che vuole lettere maiuscole per i simboli delle unità denominate con il nome di scienziati.

In realtà Claude Émile Jean-Baptiste Litre nasce nel Dicembre del 1977 in un hotel di Ottawa, dove i professori Reg Friesen e Ken Woolner stanno chiaccherando, presumibilmente davanti ad un bicchiere di whisky. Friesen ha sentito dire che la Conférence générale des poids et mesures sta valutando la possibilità di cambiare il simbolo dell'unità di misura litro in L (elle maiuscola) anziché l (elle minuscola). La ragione è molto semplice: il simbolo “l” può facilmente confondersi con il numero 1. Usare una lettera maiuscola per il simbolo dell'unità di misura litro sarebbe però una eccezione alla regola del Sistema Internazionale sopra menzionata (le unità di misura sono scritte con lettera minuscola e i relativi simboli con lettere maiuscole solo quando il nome dell'unità deriva dal cognome di un individuo).
I due professori decidono di inventarsi un individuo con il cognome appropriato per l'unità litro. Woolner scrive una gustosa biografia che viene giustamente pubblicata in occasione del Primo Aprile.

L'articolo ha molto successo e diversi lettori rispondono all'appello di fornire ulteriori informazioni su Litre contenuto nell'articolo. Si "scopre" così che Litre aveva una figlia di nome Millie, che era stato per un certo periodo in Svezia e che esiste una connessione con Marco Giuseppe Litroni, altro personaggio fittizio inventato un anno prima da Bruce Dodd e comparso sulla rivista Standard Engineering.

In rete è disponibile il testo originale dell'articolo e un resoconto della storia fatto dallo stesso Woolner. Potete così apprendere come lo scherzo di Woolner abbia avuto conseguenze durature e, per la rivista Chemistry International, decisamente imbarazzanti.

L'articolo di Woolner è uno dei tanti “pesci d'Aprile” che membri della comunità scientifica hanno proposto nel corso degli anni. Dalla variazione temporanea della forza di gravità ai pinguini che volano, dai fossili di draghi volanti a una nuova particella elementare, questi scherzi hanno sempre avuto molto successo; forse perché da scienziati e riviste scientifiche ci si aspetta che siano perennemente seri e spesso noisi. Anche questo Almanacco ha voluto commemorare la giornata degli scherzi ricordando un “pesce d'Aprile” collegato alla Metrologia e alla sua storia.

Vogliamo da ultimo puntualizzare che nel Sistema Internazionale l'unità di misura del volume è il metro cubo. Il litro è tra le unità di misura non SI ma accettate dal Sistema Internazionale. Tra le unità non SI accettate sono anche il minuto, l'ora, l'ettaro, la tonnellata.

Torna all'almanacco della metrologia



7 Aprile
Con decreto del 7 Aprile 1795, Décret relatif aux poids et aux mesures - lo stesso decreto che istituisce definitivamente il sistema metrico decimale e definisce metro, litro e grammo -, viene sospeso l'obbligo di utilizzare il tempo decimale, ovvero della suddivisione decimale del giorno. All'articolo 22 si legge infatti che "La disposizione della legge del 4 Frimaio anno 2, che impone l'uso della divisione decimale del giorno e delle sue parti, è sospesa a tempo indeterminato." Il Calendario Rivoluzionario (o Repubblicano) era stato sancito con decreto della Convention Nationale nel 1793 e decadrà il 31 dicembre 1805, sotto Napoleone.

Il desiderio di distinguere tra Vecchio e Nuovo, la volontà di de-cristianizzazione e la tendenza ad una divisione razionale, "illuministica", del tempo portarono al nuovo calendario, basato sì sul moto del Sole, ma anche sul sistema metrico decimale.
E così l'anno viene suddiviso in 12 mesi di 30 giorni ciascuno, più un periodo di 5 giorni (6 negli anni bisestili) "complementari" non appartenenti a nessun mese.
I nomi dei mesi (vendemmiaio, brumaio, frimaio, nevoso, piovoso, ventoso, germinale, florile, pratile, messidoro, termidoro, fruttidoro) avevano lo scopo di "consacrare il sistema agricolo e riportare ad esso la nazione, contrassegnando i periodi e le parti dell'anno con segni intellegibili o visibili presi dall'agricoltura e dall'economia rurale" (Fabre d'Églantine, Rapport sur le calendrier républicain, 24 octobre 1793).
I mesi venivano suddivisi in 3 decadi, con il giorno di fine decade festivo, e i giorni chiamati in maniera cronologica: Primidi, Duodi, Tridi, Quartidi, Quintidi, Sextidi, Septidi, Octidi, Nonidi e Décadi.

La cosa più interessante, però, è che ogni giorno veniva diviso in 10 ore; un'ora a sua volta viene suddivisa in cento "minuti decimali" mentre un minuto decimale era composto da cento "secondi decimali".
Dunque, la giornata era composta da 100.000 secondi decimali contro gli 86.400 secondi (sessagesimali) cui siamo abituati. Un minuto decimale corrisponde a 1,44 minuti sessagesimali, come dire 1 minuto, 26 secondi e 4 decimi di secondo.

Il tempo decimale divenne obbligatorio nel 1794 ma il nuovo sistema disorientava a tal punto che non prese mai piede nonostante l'obbligo di legge e fu abbandonato dopo poco più di sei mesi. Nel frattempo, però, vennero prodotti alcuni interessanti orologi, tipicamente con doppio quadrante.
Degli orologi prodotti pochi sono sopravvissuti. Qui sotto il quadrante di uno di questi.

In tempi ben più recenti, la Swatch ha prodotto orologi che, oltre all'orario standard, mostravano l'orario Internet che la Swatch stessa ha lanciato nel 1998. Lo Swatch Internet Time vede la giornata divisa in 1000 battiti (.beat) e un unico fuso orario, quello di Biel/Bienne, dove la Swatch ha la propria sede.
Non pare, però, che la Swatch abbia avuto molto più successo della Convention Nationale della Francia rivoluzionaria.

Torna all'almanacco della metrologia



20 Aprile
Il 20 Aprile 1812 nasce nei pressi di Budrio, in provincia di Bologna, Giuseppe Barilli, meglio noto come Quirico Filipanti. Nasce da famiglia di scarsi mezzi ma la sua attitudine agli studi, e alla matematica in particolare, fa sì che gli venga concesso di frequentare gratuitamente la scuola. Si laurea brillantemente in Matematica e Filosofia grazie al sostegno finanziario deliberato dal Consiglio della Comunità del Comune di Budrio.
Alla voce “Quirico Filopanti” l'Eciclopedia Treccani online riporta quanto segue:
"Pseudonimo dello scrittore e patriota Giuseppe Barilli (Budrio 1812 - Bologna 1894). Datosi agli studî di matematica e filosofia, esordì col Discorso sull'incivilimento (1837) e col Trattato popolare di fisica (1846); prof. di meccanica e idraulica nell'univ. di Bologna dal 1848, volontario nella guerra del 1848, deputato e segretario dell'Assemblea costituente romana, stese il decreto di proclamazione della repubblica (9 febbraio 1849). Esule a Londra, tornò in patria nel 1860 e fu tra i fondatori della Società operaia di mutuo soccorso di Bologna. Riprese ancora le armi nel 1866 e nel 1867 con Garibaldi. Deputato dal 1876. Acquistò vasta notorietà per le sue opere storiche e filosofiche pervase d'un tardo e ingenuo illuminismo settecentesco, in primo luogo Miranda! A book on wonders (2 voll., 1858-60), pubblicato a Londra e trasposto poi parzialmente in Dio liberale (1880), Dio esiste (1881) e Bibbia sociale (1894)."

La città di Bologna gli ha dedicato una strada -il tratto di viale che collega Porta San Vitale a Porta San Donato - e, nel 2012, una bella mostra presso la Biblioteca dell'Archiginnasio. Vi invitiamo a consultare il ricco materiale presente nell'archivio digitale della biblioteca In particolare, vi esortiamo a considerare la sezione dedicata ai fusi orari.
Nel capitolo “The future calendar” all'interno di Miranda! A book on wonders descrive la sua proposta per risolvere il problema del coordinamento dei vari tempi locali: Per tutto codesto fuso il giorno locale comincerà quando suonano le sei del mattino, a tempo universale. Per tutto il secondo fuso procedendo verso Occidente, il giorno civile comincerà un’ora dopo, e così via. Con questo provvedimento sarà facilissima la riduzione reciproca del tempo universale e dei vari tempi locali, gli uni agli altri. Per esempio sapremo con certezza che quando saranno 14 minuti di una determinata ora, dove che sia, saranno 14 minuti di un’ora od altra, dappertutto.
Quando Filopanti, in esilio a Londra, scrive Miranda!, il problema della unificazione delle unità di misura era da tempo dibattuto e sentito. Non così il problema della standardizzazione dell'orario e la coesistenza di una moltitudine di ore locali cominciò a produrre inconvenienti e disagi di vario tipo solo con l'espansione delle reti ferroviarie e con l'uso del telegrafo.

L'ideazione dei fusi orari è fatta risalire al 1879 e all'ingegnere scozzese, naturalizzato canadese, Sandford Fleming. Certo, non possiamo accusare Fleming di plagio visto che, data la scarsa diffusione dell'opera di Filopanti, difficilmente avrebbe avuto modo di leggere Miranda!. Ci piace però ricordare come Filopanti avesse avuto l'idea dei fusi orari un ventennio prima di colui che la propose al Royal Canadian Institute e, successivamente, all'International Meridian Conference del 1884.
Ne L'universo - lezioni popolari di filosofia enciclopedica e particolarmente di astronomia date nelle principali citta d'Italia da Quirico Filopanti si legge "Converrebbe stabilire un sistema di coincidenza per le ore dei diversi luoghi; un sistema il quale fosse semplice e bello, condizione necessaria perché egli sia facilmente appreso; utile e comodo pei viaggiatori, e pei telegrafi, e che servisse ancora al nobile ed elevato intento di ricordare agli uomini, che, malgrado la necessaria distinzione da città e città, da nazione a nazione, essi non debbono considerarsi come attendati in campi rivali od ostili, ma quali membri di una sola grande famiglia".

Insomma, Filopanti – il cui pseudonimo significa “colui che ama tutti” -, ci ricorda l'illuminista Condorcet, più volte incontrato in questo Almanacco, che auspicava la distruzione delle diseguaglianze tra le nazioni e, all'interno di uno stesso popolo, tra le classi sociali.

Torna all'almanacco della metrologia