Charles Babbage

 

 “La più notevole costruzione sulla faccia della terra”

Così Charles Babbage definisce il Tempio di Serapide

nel 1828

“Da Pozzuoli al Mondo!”

Con questa breve espressione Charles Babbage, un profeta del futuro, racchiude gran parte del programma di ricerca intrapreso dalla moderna geologia.

Nato a Walworth il 26 dicembre del 1791, e morto a Londra il 16 ottobre 1871, Charles Babbage si laurea a Cambridge nel 1814 e nello stesso anno sposa Georgiana Whitmore con la quale genera otto figli di cui solo tre raggiungono l’età adulta. Lady Georgiana muore nel 1827.

Babbage è un matematico, filosofo, scienziato, crittografo, economista, inventore di grandi e piccole utilità; dal calcolatore programmabile alla tariffa postale unica. Nel mondo dell'informatica è conosciuto grazie alle sue macchine progenitrici dei moderni computer.

Della sua prima idea, l’Analytical Engine (la Macchina Analitica), ne stende il solo progetto; della seconda, la Difference Engine (la Macchina delle Differenze), ne realizza un prototipo, anche se imperfetto.

Nel 1991 viene completata, lavorando a partire dai suoi studi originali e seguendo gli standard disponibili nel XIX secolo, una macchina differenziale perfettamente funzionante; questo ci dimostra che il congegno di Babbage avrebbe potuto funzionare.

Ricostruzione della Babbage Difference Engine

Babbage non è soltanto un importante scienziato, ma anche un genio bizzarro e un viaggiatore curioso e instancabile che gira per le capitali europee per prendere contatto con i matematici locali e tenersi aggiornato sulle principali invenzioni scientifiche e sugli sviluppi dei processi di industrializzazione nei vari paesi.

Nel 1828, mentre si trova in visita a Napoli, si fa calare legato ad una corda all’interno del cono del Vesuvio. Il suo desiderio di poter osservare da vicino la composizione della lava rischia però di costargli molto caro, visto che dopo una decina di minuti viene riportato alla sommità mezzo svenuto e con i vestiti bruciacchiati. Tale curioso episodio mette efficacemente in evidenza la complessa e variegata personalità di Babbage.

 Nel 1828 visita il "Tempio di Serapide" di Pozzuoli e l’osservazione dei segni del bradisismo su di esso lo porta a considerare l'esistenza di forze in grado di alterare la posizione di terra e mare, operanti anche in altri ambiti e su scala globale. Deduzione che praticamente nello stesso periodo fa anche Charles Lyell il quale visita lo stesso tempio nello stesso anno.

Lyell trova il fenomeno talmente significativo, nell'ottica della teoria dell'uniformitarismo (la quale teoria afferma che ieri, come oggi, le stesse cause comportano gli stessi effetti)^, da spingerlo a scegliere l'immagine delle tre colonne del tempio per il frontespizio del “Principles of Geology”; libro a cui sta già lavorando.

Il “Tempio di Serapide” come appare sul frontespizio della prima edizione (1830) dei Principles of Geology

di Lyell. Alcune edizioni successive omettono la figura del filosofo sulla sinistra.

Motivo d’orgoglio, per noi puteolani, è sapere che la stessa immagine è riportata anche sulla “Lyell Medal”; premio istituito nel 1873 dalla “Geological Society” di Londra per onorare la memoria dello scienziato.

 La medaglia premio “Lyell Medal”

Charles Babbage presenta alla “Geological Society” di Londra un suo opuscolo, con calcoli molto dettagliati, che è una relazione di ragionamento “lyelliano”. Non fu pubblicato fino al 1847 e viene da chiedersi quale sorta di inibizione induce Babbage a ritardare di quasi vent’anni la stampa delle sue osservazioni che ne avrebbero fatto l’iniziatore del ragionamento “uniformitarianistico”. Pertanto la paternità di queste analisi resta, per molti anni, attribuita a Lyell che, come visto, le illustra nel 1830 nel citato suo capolavoro.

 La relazione scritta da Babbage si intitola:

“Observations on the temple of Serapis, at Pozzuoli, near Naples, with an attempt to explain the causes of the frequent elevation and depression of large portion of the earth’s surface in remote periods. And to prove that those causes continue in action. With a supplement. Conjectures on the Physical condition of the surface of the moon”.

In questo opuscolo dal lunghissimo titolo, che stampa a sue spese, la curiosità dello scienziato non si ferma a cercare di spiegare il fenomeno del bradisismo ma arriva ad estrapolarne gli effetti sino alla luna.

Secondo la sua opinione il Tempio di Serapide di Pozzuoli è “la più notevole costruzione sulla faccia della terra” e così continua: “Questo era stato chiaramente costruito al livello o sopra il Mediterraneo. Esiste una incontrovertibile evidenza che questo si sia abbassato sotto l’attuale livello del mare, almeno 25 piedi; che questo è rimasto lì durante molti anni; che poi è gradualmente ritornato su, probabilmente al suo livello originario, e che durante gli ultimi venti anni è di nuovo scivolato lentamente verso il basso. Il risultato di questa perizia mi condusse negli anni seguenti a spiegare i vari innalzamenti e depressioni di parte della superficie della terra, in diversi periodi di tempo, con una teoria che ho chiamato la teoria delle superfici isotermiche terrestri.

Non penso che l’importanza di tale teoria sia stata ben compresa dai geologi, che non sono ancora abbastanza a conoscenza della scienza della fisica.

Riflettendo sulle cause che hanno prodotto i cambiamenti del livello terrestre nelle zone limitrofe a Pozzuoli, ero indotto a considerare se non si potessero estendere ad altri casi, e se non vi fossero altre cause naturali, che esercitano costantemente la loro influenza, le quali, in concorso con le proprietà note della materia, devono necessariamente produrre alterazioni nel mare e nella terra, quei sollevamenti di continenti e montagne, e quei grandi cicli dei quali la geologia ci offre prove così incontrovertibili.”

L’aspetto più interessante e più originale del lavoro di Babbage è dunque l’interpretazione teorica che propone per i fenomeni osservati. Egli attribuisce tali fenomeni a locali variazioni di quota del suolo flegreo. Secondo l’autore la causa delle variazioni di altezza del “Tempio” è da ricercarsi nell’azione del calore sprigionato dal sottosuolo vulcanico.

Babbage ritiene che sia molto difficile, in mancanza di dati sufficienti, determinare come il calore possa produrre gli effetti osservati, tuttavia propone tre diversi meccanismi possibili che risultano di estremo interesse per la loro modernità.

-      Un primo meccanismo presuppone l’esistenza in profondità di un vasto serbatoio di lava fusa contenuto dalla pressione delle rocce sovrastanti. Un rifornimento di nuovo materiale o un aumento di calore potrebbe, secondo l’autore, accrescere la “forza espansiva” del sistema.

-      Un secondo meccanismo potrebbe essere legato alla eventuale esistenza nel sottosuolo flegreo di “cavità” contenenti acqua o altri gas condensati in condizione di forte riscaldamento. Un aumento o una diminuzione di calore dovuti a cause vulcaniche potrebbe comportare un aumento o una diminuzione della “elasticità” di questi fluidi causando così un’elevazione o una subsidenza degli strati sovrastanti.

-      Il terzo meccanismo proposto da Babbage è basato sul principio che gli strati solidi presenti al di sotto del “Tempio di Serapide” possano espandersi per somministrazione di calore o contrarsi per sottrazione di calore. Fratturazione delle rocce, terremoti ed elevazione e depressione della superficie topografica sarebbero gli effetti dell’attività di questi processi.

 Dai suoi calcoli ottiene che, se gli strati al di sotto del “Tempio di Serapide” si fossero comportati come un’arenaria, un aumento di temperatura di 100° Fahrenheit per uno spessore di cinque miglia avrebbe causato un cambiamento di livello di 25 piedi; maggiore quindi di quello che sarebbe bastato a spiegare i fenomeni osservati.

Babbage ritiene che l’ultimo meccanismo sia quello che meglio si presta a spiegare i fenomeni dell’area flegrea, mentre ipotizza che i primi due possano essere in parte utili a spiegare altri fenomeni geologici di più ampie proporzioni come il sollevamento dei continenti e delle catene montuose o il succedersi dei grandi cicli geologici.

E’ questa la prima volta che ci si serve sistematicamente degli strumenti concettuali della fisica e della matematica per mostrare come si formino le montagne e dare spiegazione coerente ai fenomeni dei Campi Flegrei.

Ma le teorie di Babbage sono considerate da numerosi suoi colleghi alla pari di semplici stravaganze e vengono rivalutate solo in seguito, in particolare dopo che l’astronomo tedesco Giovanni Herschel giunge alle medesime conclusioni.

Insomma Charles Babbage, scienziato, viaggiatore e genio curioso e quanto mai bizzarro, nonostante la diffidenza di parte del mondo scientifico e delle autorità governative inglesi del tempo è il primo ad ipotizzare che non sia il mare a mutare il suo livello ma la terra stessa. Da questo ragionamento scaturisce la teoria dell’innalzamento delle catene montuose e della formazione dei continenti; teoria oggi consolidata ma non dimentichiamo che essa nasce dalla fervida sintesi iniziale: di Babbage: “Da Pozzuoli al mondo!”

 Peluso Giuseppe

BIBLIOGRAFIA

Flora Giudicepietro e Luca D’Auria - Storia del dibattito scientifico sul Serapeo di Pozzuoli

Su e Giù - Terra

Andrea Villa - Le ricerche scientifiche in Campania di Charles Babbage

Luca Ciancio – Le Colonne del Tempo