Gilbert - De Magnete - 1640 | A
1 La natura magnetica della Terra
Un’indagine sperimentale contro le spiegazioni antiche e fantasiose.
Il testo critica le teorie passate sul magnetismo, giudicate vaghe, basate su racconti favolosi o su cause occulte e lontane. Autori come Plinio, Lucrezio, Cardano e molti altri sono accusati di aver trattato l’argomento con negligenza, ripetendo “figmenta aliquot & deli ria” [325] senza fondamento sperimentale. Si oppone a queste spiegazioni un metodo nuovo, che procede “ex rebus ipsis” [10] attraverso “veris demonstrationibus, & manifeste sensibus apparentibus experimentis” [7]. L’indagine rivela che la causa dei fenomeni magnetici non è celeste o atomica, ma risiede in una “formam substantialem primariam globorum” [2189] interna alla Terra, descritta come un’anima o una forza formativa omogenea diffusa in tutto il globo e nelle sue parti magnetiche. Questa “magneticam homogenicam naturam” [719] è presente in molti materiali terrestri, come metalli ferrosi e alcune terre, ed è distinta dalla semplice materia inerte immaginata dalla filosofia peripatetica. Il lavoro si concentra quindi sullo studio sperimentale del magnete comune per comprendere “telluris substantiam veriorem” [5] e le “egregiae, & eminentes” [4] virtù del globo terrestre, considerato un magnete gigante. Vengono anche discusse applicazioni pratiche, come l’uso della bussola e lo studio della declinazione magnetica, notando gli errori di alcuni osservatori precedenti, specialmente portoghesi. Il trattato si propone così di gettare le “fundamenta inclitae philosophiae magneticae” [367], sostituendo le congetture con dimostrazioni certe.
2 Il magnetismo terrestre e la natura della calamita
Sulla virtù magnetica della Terra e le proprietà dei corpi magnetici
Il magnetismo è una proprietà intrinseca del globo terrestre, paragonabile a quella di una piccola sfera magnetica, o terrella. Questa virtù, definita “primario vigore”, è infusa in tutte le parti omogenee della Terra e non deriva dal cielo o da influssi astrali “eccetto che per simpatia, per influsso, o qualità occulte” [955]. La sua azione fondamentale non è di attrazione violenta, ma di disposizione, orientamento e coizione. “Coizione diciamo, non attrazione, perché male quel vocabolo attrazione irruppe nella filosofia magnetica, dall’ignoranza degli antichi” [895]. La forza magnetica si estende dalla Terra in orbite immateriali, definendo i limiti dell’azione. “Orbes funt magnetici, & tamen non orbes reales nec per se existentes” [2179]. Il fenomeno cardine è la direzione degli aghi magnetici verso i poli, che avviene con maggiore forza all’equatore, mentre ai poli stessi c’è solo una ferma coizione. “Diretio igitur inualidior est prope polos, qua ex convertibili natura suì versorium declinat plurimum” [1894]. La declinazione, ovvero la deviazione dall’allineamento perfetto nord-sud, e la variazione dipendono dalla disposizione della forza terrestre e dalla natura convertibile dei corpi magnetici, non dall’attrazione. “Quod variatio & directio sint a dispositrice vi telluris, & convertibili magnetica natura, non ab attractione, aut coitione” [1826]. Cause secondarie sono le irregolarità e le prominenze della superficie terrestre, come continenti e montagne, che distorcono il campo magnetico uniforme. “Fit, vt vis illa tota telluris divertet in eius peripheria, magnetica corpora verfus robustiores & eminentiores continentes magneticas partes” [1768]. Il ferro e la calamita condividono la stessa sostanza; il magnete è una vena ferrosa nobile formatasi per l’azione di effluvi e succhi all’interno della Terra. “qui nihil aliud est quam nobilis vena ferrea” [490]. Il ferro può acquisire verticità, ossia polarità magnetica, sia dal contatto con un magnete, sia direttamente dalla Terra, specialmente se battuto a caldo e orientato durante il raffreddamento. “Sit faber vultu in septentriones… omnia sic extensa in septentrionem… convertuntur super centra sua” [1646]. Corpi non omogenei o composti da materiali misti non possono ricevere o trattenere la forma magnetica. “in illis corporibus… primariae qualitates nullae sunt” [1680]. La Terra, in quanto corpo rotondo e coerente le cui parti tendono al proprio centro, può possedere un moto circolare per sua natura, analogamente agli altri corpi celesti. “Hax tamen coelestia corpora motum habent circularem, Quare & terra suum proinde motum habere potest” [2310]. L’analogia tra la terrella e il globo terrestre è lo strumento principale per dimostrare sperimentalmente queste teorie. “Atq istud quidem experimentum solum, magneticam naturam telluris… admirabili indicatione tanquam digito ostendit” [2241].
3 La natura del magnete e le sue proprietà
Sulle proprietà magnetiche, le osservazioni storiche e gli esperimenti.
Le frasi trattano della pietra magnetica, delle sue caratteristiche e delle indagini compiute su di essa nel corso del tempo. Si riportano le opinioni di autori antichi e recenti sulle cause dell’attrazione magnetica e della direzione dell’ago “Atomos, ferro defluunt , figuris inter fe conuenire” [897]. Viene descritta la scoperta di giacimenti di magnetite in regioni come la Germania e la Boemia, precedentemente sconosciuti agli scrittori antichi “in Germania vbimagnctes crui nullus corum affirmauit vnquam” [399]. Sono elencate molte credenze erronee e superstiziose attribuite al magnete, come il potere di riconciliare i coniugi o di scacciare demoni “qudd conciliarepoteftvxoribusmaritos” [366]. Si distingue l’azione del magnete da quella di altri corpi, come l’ambra, che attira le pagliuzze solo se strofinata “Succinum in maiorc mole politum… non videturalliecre” [795]. Si afferma che il ferro stesso, una volta magnetizzato, può attrarre altro ferro “ferrum lpfum folum per fc… aliud ferrum alliccrc deprehendimus” [587]. Viene discussa l’influenza della Terra sulla direzione dell’ago magnetico “Dixi duplicem caufam direftionis effe , vnam infitam lapidi & ferro, alteram vcrd telluri” [1525]. Si menzionano le difficoltà nelle osservazioni nautiche a causa del moto della nave “Magnx etiam difficultatis eft obferuatio vanationis m marijproptcrmotusnauis” [1953]. Un tema secondario riguarda la natura e l’origine dei metalli in generale, talvolta in contrapposizione alle teorie degli alchimisti “non ex materia: quantitatCjautproportionc, non vllis materia: viribu$contingit” [480].
4 La natura del magnete e del ferro
Sulle proprietà magnetiche, l’estrazione e la trasformazione del ferro.
Il magnete è una pietra di origine ferrosa, reperibile in vene metalliche o in miniere di ferro. La sua proprietà primaria e più nota è l’attrazione del ferro, sia grezzo che lavorato. Il magnete e la vena di ferro condividono la stessa natura, mentre il ferro estratto è un prodotto derivato. Esistono magneti di diversa forza: alcuni robusti, altri deboli o sterili. Il magnete più forte è considerato una vena ferrosa pregevole. Il ferro si estrae da varie materie, come pietre e terre, dette vene, attraverso fusione in fornaci ad alto calore; il metallo fuso viene poi separato dalle scorie e lavorato. Il ferro migliore, chiamato acies o acciaio, è attratto più vigorosamente. Il calore intenso altera le proprietà magnetiche: un magnete arroventato perde la forza attrattiva, così come il ferro incandescente non è attratto. Il ferro può acquisire magnetismo dal contatto con un magnete o dalla Terra stessa, diventando un ferrum magneticum perfettum. La bussola magnetica si orienta sempre verso i poli, con variazioni note ai naviganti. Alcuni ritengono erroneamente che il magnete si nutra della limatura di ferro; esperimenti mostrano variazioni di peso insignificanti. Il ferro ha anche applicazioni medicinali, preparato in polvere fine con aceto. I termini per indicare il magnete variano tra le lingue, come magnes, aimant o loadstone.
5 Differenze tra fenomeni elettrici e magnetici
Proprietà e comportamenti dei corpi elettrici e magnetici.
Le forze magnetiche e quelle elettriche hanno origini e modalità operative distinte. I fenomeni elettrici dipendono dall’umidità: “mediante humido” [878] e “ab humor(e) prouenit” [809]. I corpi elettrici, come l’ambra, emettono effluvi sottili derivati da un’umidità attenuata, “ex fubtili fufione humoris” [859], che attraggono altri corpi. Questi effluvi sono specifici per ciascun corpo elettrico, “peculiaria” [868], e vengono emessi soprattutto tramite frizione, “attritione” [832]. L’azione è unidirezionale: il corpo elettrico attrae, ma l’oggetto attratto non viene modificato nella sua intrinseca forza, “alliciunt tantum, allectum non immutatur” [889]. Il calore intenso, la fiamma o un’atmosfera umida e densa sopprimono questa virtù, “difflpat enim & corrumpit omnia ele&rica effluuia” [828] e “in craffiori aere leuiora difficilius mouentur” [859]. Al contrario, i fenomeni magnetici sono indipendenti dall’umidità e coinvolgono forze reciproche tra corpi magnetici, “mutuis viribus concurrunt” [889]. Il magnete possiede poli naturali e orienta altri corpi magnetici secondo una disposizione specifica, “in polis directe appellit” [889]. La magnetizzazione conferisce una direzione polare fissa, mentre la perdita di questa forma fa comportare il ferro come un qualsiasi altro corpo non magnetico, “polaris naturam amisit” [1524]. Un tema secondario è il ruolo dell’aria e del vuoto nei movimenti di attrazione, con esempi come l’aria riscaldata in una cucurbita che attrae la pelle “vacui euitatione” [780].
6 La natura magnetica e le sue interazioni
Proprietà e comportamenti dei magneti naturali e del ferro.
Il testo tratta le caratteristiche intrinseche della magnetite (magnete naturale) e le sue interazioni con il ferro e altri magneti. Il magnete possiede una “verticitas & difponendi potestas, formaq; terreni globi praecipua” [990], una disposizione o verticità fondamentale simile a quella del globo terrestre. Questa proprietà può essere trasmessa al ferro, che, una volta magnetizzato, “formam habet renovatam, in corpore quidem sopitam antea & inertem, nunc vividam & valentem” [988]. L’attrazione magnetica non avviene per un flusso corporeo, ma è una disposizione formale: “non est igitur corporeum quod defluit a magnete… sed magnes magnetem forma primaria disponit; magnes vero ferrum… ad formae vigorem revocat, & disponit” [981]. L’intensità delle forze dipende dalla massa del magnete, poiché “qui magnitudine praecellit, maiores ostendit vires, quod maiora pondera arripit, & ampliorem orbem virtutis habet” [1255]. L’attrazione è più forte tra poli opposti (boreale e australe). Un magnete “armato firmius unitur ferrum quam magneti” [1142] e può sollevare pesi maggiori. Il ferro magnetizzato trattiene a lungo la virtù ricevuta se conservato correttamente [1730]. Si descrivono anche repulsioni tra poli uguali [1290] e il comportamento di magneti galleggianti che si orientano prima di unirsi [985]. Un tema secondario è il metodo sperimentale per misurare e confrontare le forze magnetiche [1369, 1159].
7 Proprietà magnetiche della materia e interazione con il campo terrestre
Indagine sperimentale sulle forze attrattive e direzionali tra magneti, ferro e poli magnetici della Terra.
I magneti naturali e il ferro magnetizzato presentano poli distinti, definiti boreali (settentrionali) e australi (meridionali). I poli opposti si attraggono, mentre quelli uguali si respingono “partes lapidis meridionales a meridionalibus, & septentrionales a septentrionalibus” [1291]. Un ago magnetico (verforium) o un filo di ferro magnetizzato e libero di ruotare si orienta costantemente lungo l’asse nord-sud “alter finis fili tendit in septentriones, alter in meridiem” [600]. Questa proprietà, chiamata verticità, è acquisita dal ferro attraverso il contatto con un magnete o per estensione verso il polo terrestre “ferrum verticitate induitur per extensionem versus polum telluris” [2232]. La polarità indotta è opposta a quella della parte del magnete che l’ha toccata: un’estremità di ferro toccata dal polo boreale di una pietra magnetica diventa meridionale e si volge verso il nord “ferri finis a boreali parte lapidis tactus fit meridionalis, & convertitur ad Boream” [1551]. L’orientamento non è sempre perfettamente verso il vero polo geografico, ma può mostrare una deviazione (variazione), influenzata da grandi masse continentali o irregolarità del terreno “perturbatur verticitas in tellure a magnis continentibus” [1800]. La forza attrattiva di un polo magnetico è più intensa nelle regioni vicine ai poli e nulla all’equatore “Prope vero aequatorem dissimilitudo paena est nulla; in ipso autem aequatore nulla; in polis denique maxima” [1355]. Esperimenti con terrella (modelli sferici magnetici) dimostrano che la direzione e l’inclinazione dell’ago variano regolarmente con la latitudine “declinando incedit, prout situs centri immutatio inclinationis causam dederit” [2112]. Il magnetismo può essere trasmesso anche a distanza, senza contatto diretto, e può essere alterato o invertito riscaldando e raffreddando il ferro in una specifica orientazione “in ignitione & refrigeratione” [1650]. La forma del magnete influenza l’azione: una sfera (orbicularis) si comporta in modo regolare, mentre una barra lunga (longus) agisce in modo irregolare “Orbicularis vero convertit firmiter & vere… Longus autem… irregulariter promovet verforium” [2106].
8 La variazione magnetica e la navigazione
L’ago magnetico, il mare e la deviazione dai poli veri.
La bussola magnetica o verforium non punta costantemente verso i poli geografici, ma subisce una deviazione chiamata variazione. Questa “discrepantia variatio ferri & magnetis dicitur” [1453]. La variazione non è uniforme: cambia a seconda della longitudine, della latitudine e della prossimità a grandi masse continentali o “praeualentium & eminentium terrarum” [1812]. Non segue la regola di un meridiano specifico [1878]. Le osservazioni dei marinai sono spesso imprecise a causa di errori, strumenti imperfetti e del moto del mare [1948]. La causa è duplice: risiede nella natura magnetica della Terra e nella disposizione dell’ago stesso [1894]. La Terra dirige i corpi magnetici verso i poli, ma le prominenze terrestri più robuste e vicine deviano l’ago verso di sé [1894]. La variazione è quindi certa in un dato luogo, ma diversa e diseguale al mutare della posizione [1812]. In mare aperto, lontano da grandi terre, la variazione è spesso nulla o esigua, come accade in mezzo agli oceani maggiori o vicino all’equatore [2013][1988]. Tuttavia, anche presso l’equatore può verificarsi una variazione ampia se ci sono continenti australi robusti nelle vicinanze [1960]. La variazione aumenta in prossimità delle coste, specialmente di promontori vasti, golfi ampi e regioni montuose [1846][2014]. L’immutabilità della variazione in un luogo è permanente, a meno di grandi sconvolgimenti geologici [1805]. La sua entità non cambia in modo uniforme con la distanza percorsa [1814]. Per determinarla con precisione, soprattutto in mare, sono necessarie osservazioni celesti, come la posizione del sole o della stella polare nel meridiano, e strumenti adatti [1930][1931]. Metodi come quelli di Gilbert permettono di calcolarne l’arco [1913]. La conoscenza esatta di questa deviazione è cruciale per la navigazione, poiché evita gravi errori di rotta [1844].
9 L’astrazione magnetica terrestre secondo William Gilbert
Diagrammi, strumenti e dimostrazioni del De Magnete.
Il testo tratta del magnetismo terrestre, descrivendone i comportamenti fondamentali attraverso esperimenti con magneti, terrelle e strumenti. La declinazione magnetica, ossia l’angolo di inclinazione dell’ago sotto l’orizzonte, varia con la latitudine: “Sub sequatore ferrum magneticum manet in horizontis æquilibrio” [2123], mentre verso i poli declina. Il moto osservato non è pura declinazione, ma “est reuera motus conuersionis” [2123]. La conversione magnetica ha un proprio arco, il cui termine è determinato dalla latitudine, come spiegato per i 45 gradi “In latitudine 45 graduum media conuersio magnetica dirigitur in sequatorem” [2129]. Per misurare questi fenomeni si usano strumenti come il “declinatorium” [2141] e la “pyxis paruo versorio” [2147]. Le dimostrazioni si basano su una “terrella ex optimo magnete” [2084], una sfera magnetica che riproduce in piccolo la Terra, sulla quale si tracciano “æquinoctialis circulus, meridiani, paralleli, axis, poli” [2230], termini che sono naturali e non solo matematici. Si descrive la costruzione e l’uso di questi strumenti, come una tabella di legno con semicerchi e uno stilo [1909], o un quadrante graduato [2085]. Viene confutato l’errore di Cardano sulla distanza dei centri del mondo e della terra ricavata dalla variazione magnetica [1900]. Si osserva che la variazione non cambia in modo uniforme con la distanza “non perinde centum milliaria sequentia alium diminuunt gradum” [1814]. Viene introdotto il concetto di “horizontem magneticum” come piano tangente alla terra nel luogo di osservazione [1088]. Il comportamento del ferro magnetizzato è presentato in relazione all’intera massa terrestre, non a un punto centrale: “Atqui totum observat, eius molem, & externos limites” [2124].
10 Il moto dei corpi celesti e le proprietà magnetiche della Terra
Sulla rotazione terrestre e l’armonia magnetica del cosmo.
Le frasi trattano il moto della Terra e dei corpi celesti, con particolare attenzione al ruolo delle forze magnetiche. Si afferma che la Terra ha un moto diurno di rotazione su se stessa “24 horarum spatio” [2268] e un moto circolare annuo attorno al Sole, “die naturalis spatio” [2269]. Questo moto è descritto come naturale, ordinato e governato da una “virtute etiam insita” [2345], identificata con il vigore magnetico proprio del globo terrestre, “magneticus vigor” [955]. Si critica l’ipotesi tolemaica del primo mobile, giudicata un costrutto immaginario “imaginatione tantum, & suppositione mathematica conceptum” [2284], e si preferisce spiegare i moti celesti attraverso un mutuo consenso e armonia, “mutuo quodam concento & harmonia” [2426]. Vengono discussi i moti di altri pianeti, con periodi orbitali diversi: la Luna in “27 diebus” [2279], Mercurio in 88 giorni, Venus in 9 mesi, Marte in 2 anni, Giove in 12 e Saturno in 30 “periodum conficit” [2419]. Si esaminano anche fenomeni come la precessione degli equinozi, la cui “periodus est annorum 25,816” [2477], e l’obliquità dell’eclittica, attribuendone le cause alle virtù magnetiche “ex magneticis virtutibus petendae sunt” [1460]. L’argomento secondario è la confutazione delle teorie aristoteliche sul moto semplice degli elementi verso il centro, sostenendo invece che le parti della Terra si muovono “recta linea… ad suum principium” [2361] per un principio magnetico interno.
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