Museo di Fisica

L'istituto fisico di Roma e il suo museo

La storia dell'insegnamento superiore della fisica a Roma, almeno fino al 1870, è strettamente intrecciata con la storia dei papi e della loro politica culturale. Fino al Settecento si sviluppò in modo significativo tra lo Studium Urbis e gli istituti confessionale, primo fra tutti il Collegio Romano, che rappresentavano, in qualche misura, il pensiero laico da un lato e la traizione religiosa dall'altro, per poi seguire le vicende dell'Università La Sapienza di Roma.

Per iniziare a parlare di fisica come disciplina bisogna aspettare Paolo III Farnese (1534 - 49), studioso di astronomia e matematica e, successivamente, il clima favorevole alle scienze sperimentali come riflesso della diffusione, anche negli ambienti culturali romani soprattutto attraverso l'Accademia dei Lincei, del metodo galileiano. 

Con la riforma promossa da Benedetto XIV (1740-58), venne attuato un riordinamento radicale degli insegnamenti universitari che vennero divisi in tre classi: di giurisprudenza, con dotazioni per gli stipendi di docenti e lettori di 2000 scudi, di medicina con 1800 scudi, di arti liberali, tra cui la fisica, con 1600 scudi. Vennero stanziati fondi per le attrezzature scientifiche dai redditi di dogana e concessi al rettore dell'archiginnasio 480 scudi per le ostensioni anatomiche, la cura dell'orto botanico e il compenso per il "macchinista" addetto alla manutenzione delle macchine destinate agli esperimenti di fisica. Venne inoltre istituito, con chirografo del 14 Ottobre 1748, il Teatro fisico della Sapienza, il nucleo più antico dell'attuale Museo.

In questo periodo ricoprirono la prima cattedra di Fisica sperimentale alla Sapienza il matematico padre Francesco Jacquier dei Minimi e, in seguito, il padre scolopio Girolamo Fonda. Le notizie documentarie sulle attività del Teatro fisico sono scarse, ma qualche informazione la ricaviamo da ricostruzioni successive (P. Cacchiatelli e G. Cleter, Le Scienze e le arti sotto il pontificato di Pio IX, vol.3, Roma 1865). Sappiamo così che il Gabinetto di Fisica nel 1747 aveva ricevuto in dotazione dal papa 6 macchine, tra cui una pompa pneumatica, e che nel 1751 era stato sistemato al piano superiore della Sapienza e aperto per le prime dimostrazioni pubbliche due sabati al mese.

Durante il pontificato di Pio VI (1775-99), l'insegnamento della fisica fu regolamentato. Le lezioni dovevano svolgersi nell'arco di un anno. Nel periodo di vacanza, per quindici giorni, il professore doveva  tenere presso il Teatro fisico altrettante lezioni pubbliche con esperimenti eseguiti dal macchinista. Dal 1792 ricoprì la cattedra di fisica Bartolomeo Gandolfi (1735-1824), scolopio. Risale a questo periodo il "Catalogo delle machine destinate per l'uso della Fisica Sperimentale nell'Archigimnasio della Sapienza di Roma esistenti  nel Teatro fisico", del 1794.

Il Catalogo del 1794

Le vicende legate all'occupazione francese a Roma portarono a un temporaneo declino il Teatro fisico, risollevato in parte dai disegni 'innovatori' di Pio VII (1800-1823), tesi a riabilitare le scienze in chiave religiosa. Si ispirò a questa esigenza l'istituzione nel 1816 della cattedra di Fisica Sacra, assegnata all'astronomo e fisico abate Feliciano Scarpellini, che costituirà un suo personale Gabinetto di Fisica, sistemato al Campidoglio, e ceduto in seguito all'Università di Roma.

Leone XII (1823-29) proseguì la politica culturale teocratica inaugurata da Pio VII. Con la bolla Quod divina sapientia (1824) assoggettò il sistema di istruzione e le opere a stampa a uno stretto controllo e gli studiosi a una rigida ortodossia in tema di scienza. Nello stesso tempo vennero aumentate le dotazioni del Gabinetto di Fisica purché gli insegnamenti fossero conformi  alle vecchie dottrine aristoteliche.

Il Catalogo del 1828 "delle macchine e altri istromenti esistenti nel Gabinetto fisico della Sapienza", conservato presso il Museo, ci informa sulla consistenza delle collezioni. Al nucleo iniziale di circa 200 strumenti se ne aggiunsero altri per iniziativa di Saverio Barlocci (1744-1845), professore di Fisica succeduto a Gandolfi e autore, tra l'altro, di un manuale di Fisica Sperimentale dove sono descritti molti degli strumenti conservati nel Museo.

Il Catalogo del 1828	Il Manuale di Fisica Sperimentale di Saverio Barlocci

Il catalogo manoscritto documenta anche il passaggio di consegne al macchinista del Gabinetto fisico, Domenico Luswergh, abile meccanico autore di sofisticati accorgimenti tecnici nella realizzazione di macchine e strumenti presenti nelle collezioni. Di questo catalogo esistono altre due copie: in una copia sono stati riportati, con diversa scrittura, i nuovi acquisti di strumenti (1843). La scrittura è presumibilmente di Paolo Volpicelli (1804-1879), professore di fisica alla Sapienza, succeduto a Barlocci nel 1845 e direttore del Gabinetto fisico dal 1847.

L'altra copia, di mano dello stesso copista, include le aggiunte e reca in calce le firme di Volpicelli, direttore del Museo, e di Luigi Luswergh, custode. Chiameremo pertanto questa copia del catalogo del 1828, Catalogo del 1847.

Il Catalogo del 1847

Nel frattempo erano confluite nel Gabinetto fisico le collezioni del Marchese Origo, un nobile romano appassionato di scienze, e di Scarpellini. Di entrambi è conservato nel Museo di Fisica copia del lascito. Del primo è disponibile l'"Estratto dell'Inventario ereditario della bo:ma: Marchese Giuseppe Origo, rogato dal Venuti Notaro Capitolino ..., coll'assistenza del Perito Machinista Lorenzo Suscipi", del 1834. Del secondo, un inventario dell'atto di vendita "fatta per scudi Ottomila dall'Ill.mo Signor Cavaliere Professore D. Feliciano Scarpellini a favore della Reverenda Camera Apostolica", del 1840, "di una preziosa Collezione di Macchine, ed istromenti fisici ed astronomici, quali ha formato, e riunito con lungo studio, fatica e dispendio nel Gabinetto fisico ad esso appartenente, e situato nelle Sale dell'Accademia dei Lincei in Campidoglio".

Non è semplice individuare quali strumenti siano pervenuti all'attuale Museo di Roma. Un "Inventario delle macchine esistenti nel Gabinetto fisico dell'Università romana classificato a seconda dei rami di Fisica cui appartengono", con 88 pagine manoscritte e 668 oggetti (denominato catalogo A) dovrebbe venirci in aiuto dal momento che distingue gli oggetti a seconda della provenienza con una "nota breve":

"N.B. La lettera U scritta innanzi la descrizione della macchina serve per indicare che è stata comperata direttamente dall'Università. La lettera O indica che proviene dalla eredità del M.se Origo, e finalmente la lettera S indica che apparteneva al Gabinetto Scarpellini".

Ma l'inventario, di cui esiste un'altra copia con la numerazione degli strumenti e annotazioni rivolte probabilmente da Volpicelli al macchinista Luigi Luswergh sulle attività di manutenzione da svolgere, non porta data. Sicuramente è posteriore al 1847, data in cui Volpicelli divenne direttore del Gabinetto. Né sono datati altri due cataloghi, denominati, il primo Catalogo B, con 56 pagine manoscritte e 683 oggetti, il secondo, con l'intestazione "Catalogo delle macchine, ed altri istrumenti esistenti nel Museo Fisico della Sapienza", con 76 pagine manoscritte e 885 oggetti (denominato Catalogo C).

Nel 1857, il Nuovo Museo di Fisica della Sapienza venne sistemato negli ampi locali dell'ultimo piano del palazzo della Sapienza per volere di Pio IX il quale, come riportano le cronache del tempo, visiterà personalmente la nuova sede ("I nuovi musei nell'Università di Roma", L'Album di Roma, 20 Febbraio 1858). Il Museo, diretto da Volpicelli coadiuvato dal macchinista Giacomo Luswergh, disponeva di vasti spazi e  di un anfiteatro per le pubbliche dimostrazioni. Dal 1859, assistente di Volpicelli a titolo privato sarà Filippo Keller (1830-1903), poi assistente di Blaserna.

Divenuta Roma capitale di Italia, nel contesto della nuova politica scientifica inaugurata dal governo nazionale, e in particolare da Quintino Sella, nel 1872 venne chiamato a ricoprire la cattedra di Fisica sperimentale della Sapienza e a dirigere il Regio Istituto Fisico, Pietro Blaserna, prima di allora professore presso l'Università di Palermo. Per l'occasione, l'insegnamento di fisica era stato sdoppiato nella cattedra di Fisica sperimentale e nella cattedra di Fisica matematica, assegnata a Volpicelli.

L'Istituto si trasferì nel 1880 nel nuovo edificio di via Panisperna, progettato e curato  da Blaserna in tutti i dettagli, con una scelta degli spazi destinati alla didattica, alla ricerca e ai servizi, all'avanguardia in Italia. Un documento importante sui lavori svolti a via Panisperna è costituito dal Registro di lavori ad economia eseguiti nell'Istituto di Fisica dal luglio 1879 al dicembre 1880.

Il nuovo edificio di Via Panisperna

Nel piano cantina, oltre alla camera delle pile, era installato l'impianto per la produzione di corrente continua, per caduta d'acqua dagli 11 cassoni posti in soffitta e sostituito, negli anni, da batterie di accumulatori. Al piano terra vi era un'aula grande ('Anfiteatro')  per le lezioni destinate agli studenti di fisica-matematica e di ingegneria e per seminari e conferenze, un'aula piccola ('Piccola Scuola') per i corsi di matematica per i chimici e i corsi di fisica del 2° biennio, i laboratori per la Scuola pratica del 1° biennio, la camera del manometro e l'officina meccanica. Al primo piano erano sistemati la direzione, la biblioteca, il Gabinetto per gli istrumenti di precisione, la Camera elettrica, la Camera chimica e altri piccoli  laboratori di ricerca, l'Ufficio Centrale del Corista Uniforme.

Inizia di qui una fase del tutto nuova per il Museo di Fisica. Anche se Volpicelli resterà a dirigere il Gabinetto di Fisica Matematica, l'impronta data da Blaserna alle attività sperimentali, e quindi alle dotazioni di strumenti che confluiranno nell'attuale  Museo, si farà sentire in modo sensibile per tutti gli anni della sua direzione, dal 1873 al 1918.

In questo periodo, tra gli assistenti di Blaserna figurano: Damiano Macaluso (1873-76) di Palermo; Filippo Keller (1876-81) di Norimberga, geofisico,  tra i primi a condurre ricerche di paleomagnetismo su materiali fittili; Giovanni Campbell, assistente preparatore meccanico al Gabinetto di Fisica (dal 1873 al 1899); Giuseppe Folgheraiter (1881-1913) di Trento, primo assistente di Blaserna e direttore della Scuola pratica di Fisica; Guglielmo Mengarini (1881-88) di Roma, secondo assistente, che  progettò il primo impianto per il trasporto dell'energia idroelettrica in c.a. Tivoli-Roma (1892); Giovanni Pietro Grimaldi da Palermo, secondo assistente (1888-91); Alfonso Sella (1891-1900) di Biella, geofisico di formazione e cristallografo come il padre Quintino, che si dedicherà poi allo studio dell'azione dei raggi X e della radiazione UV sulla scarica a scintilla e sulla ionizzazione dei gas e allo studio della radioattività naturale; Quirino Majorana, allievo stipendiato (1897-1904), di Catania, studioso di elettromagnetismo; Nazzareno Pierpaoli, cultore di acustica (1898-1906); Domenico Pacini (1903-05), che affrontò tra i primi lo studio della radiazione dall'alto, come venivano chiamati in passato i raggi cosmici; Gian Alberto Blanc, attivo in radioattività e geochimica; G. Martinelli, interessato alla radioattività delle acque e delle pozzolane; Alfonso Pochettino (1904-1908), studioso di radioattività naturale; Laureto Tieri, assistente (1908-1919), specializzato in magnetismo e nei fenomeni termoelettronici; Guido Elliot (1910-12); Umberto Cialdea (1909-21) di Roma, geofisico.

Oltre al personale docente, lavorava nell'Istituto Fisico un piccolo numero di tecnici e preparatori: il capostipite fu Lodovico Meda, che seguì Blaserna da Palermo; Augusto Zanchi (1858-1936) che sposerà Maria, figlia di Meda, dal 1882 al 1885 preparerà le esperienze di fisica e di chimica per il principe di Napoli (Vittorio Emanuele III) e sarà poi preparatore e capotecnico dell'Istituto dal 1888 al 1936; Lodovico Zanchi, figlio di Augusto e di Maria Meda, definito l'"ombra di Blaserna", svolgerà le mansioni più varie (dal 1904 al 1976): custode,  contabile per decreto ministeriale (e per volere di Blaserna che gli era profondamente affezionato) nel 1913, diverrà  poi segretario di Corbino, direttore bibliotecario, all'occorrenza tecnico di laboratorio. A Lodovico Zanchi si deve la conservazione della memoria storica dell'Istituto, dai suoi primi anni a via Panisperna fino al periodo alla Città degli Studi.

A documentare quegli anni restano i Registri delle Fatture e Bilancio, redatti inizialmente  dallo stesso Blaserna, e il Registro Inventariale degli strumenti e delle attrezzature acquistati. Il Registro delle fatture e bilancio che va da dicembre 1872 a giugno 1887, è di particolare interesse perché documenta il trasferimento del Regio Istituto fisico dal fabbricato della Sapienza alla nuova sede di via Panisperna, avvenuto nel novembre 1881. Dalla sua lettura  è possibile ricostruire uno spaccato della vita scientifica e amministrativa dell'Istituto a partire dalle spese di funzionamento (personale, forniture di gas, carbone, Acqua Marcia, ecc.), dagli elenchi delle riviste più prestigiose e dei libri, dai flussi degli strumenti.

Nel 1881 il Gabinetto Fisicomatematico venne sistemato in alcuni locali della palazzina di via Panisperna e per l'occasione fu effettuato un  importante acquisto di strumenti. E ancora, con l'istituzione dell'Ufficio Centrale del Corista Uniforme, che inizierà a funzionare nel 1887, venne ulteriormente arricchita la dotazione di strumenti di acustica, conservata nell'attuale Museo.

Esiste poi parte della strumentazione legata ai settori di ricerca dominanti in quegli anni nell'Istituto, in particolare di meteorologia,  magnetismo terrestre, cristallografia ottica. E man mano che,  in conseguenza di importanti scoperte, cambiavano gli indirizzi di ricerca, vennero acquisite  nuove apparecchiature dedicate allo studio dei raggi X, della radiazione UV, della radioattività.

Un documento  che attesta non solo gli interessi di ricerca da parte dei docenti dell'Istituto ma anche i temi  maggiormente dibattuti in quegli anni è costituito dai Verbali delle adunanze del Circolo Fisico di Roma, fatto istituire da Blaserna nel 1891.

Negli anni della direzione di Orso Mario Corbino,  dal 1918, le ricerche si orientarono verso lo studio dell'elettrotecnica, dell'elettronica dei metalli, della spettroscopia. Ma ancora nella seconda metà degli anni Venti, la ricerca sperimentale lasciava a desiderare e l'intervento di Corbino fu  a tal proposito determinante.

Fu infatti Corbino a far istituire a Roma, nel 1926, la prima cattedra di Fisica teorica in Italia, e a chiamarvi Enrico Fermi, a far trasferire Franco Rasetti a Roma da Firenze come aiuto assistente nello stesso anno e a chiamarlo nel 1930 sulla cattedra di Spettroscopia. Intorno a Fermi si costituirà, come è noto, il gruppo dei "ragazzi di via Panisperna", formato da Rasetti, E. Segrè, E. Amaldi, B. Pontecorvo, che daranno contributi fondamentali  alla fisica nucleare.

Fu ancora Corbino a spingere perché le ricerche si indirizzassero verso nuovi settori di indagine, come testimonia il suo discorso alla SIPS, del 1929, su "I nuovi compiti della fisica sperimentale". Sempre a Corbino si deve, infine, la scelta di inviare i giovani studiosi ad apprendere  la 'nuova' fisica e le nuove tecniche sperimentali all'estero, grazie a una oculata politica delle borse di studio.

Un quadro della situazione dell'Istituto Fisico negli anni della direzione di Corbino, ci viene  offerto dal giovane  Edoardo Amaldi nel resoconto che Nicola Spano fece   in L'Università di Roma (1935), un volume    che documenta le attività della Sapienza in occasione dell'inaugurazione della nuova sede alla Città degli Studi:

"Nel campo dell'elettrologia, oltre all'acquisto di vari strumenti per misure di precisione, fu completata la installazione delle batterie di accumulatori (150 volta), con relativo gruppo convertitore per la carica, e furono installate potenti macchine elettrostatiche, due grandi elettrocalamite Weiss, apparecchi per la produzione di onde persistenti di alta frequenza, e infine, per cura del prof. Lo Surdo, una batteria di piccoli accumulatori capace di fornire 20 mila volta, nonché un impianto per corrente continua a 200 kV della potenza di 10 kW.

Furono poi ampiamente completate le collezioni di strumenti di ottica e spettroscopia. Così l'Istituto fu attrezzato in modo completo e moderno per la spettroscopia, particolarmente nell'ultravioletto. Negli ultimi anni è stato anche eseguito l'impianto per la produzione dell'aria liquida. Inoltre, l'Ufficio del Radio della Direzione di sanità attualmente ospitato nell'Istituto, può mettere a disposizione dei ricercatori il suo ricco materiale per esperienze di radioattività e la emanazione che si estrae regolarmente da circa un grammo di radio-elemento.

L'Istituto fisico ha anche un laboratorio di chimica radioattiva, fortissimi preparati di polonio, di radio torio, ecc., nonché un impianto di camere di Wilson e sta completando una moderna attrezzatura per ricerche sulla radioattività.

L'Istituto possiede, infine, varie macchine per la produzione del vuoto, fino alle pompe a diffusione più recenti."

Alla stessa data, il corpo docente dell'Istituto Fisico era così composto: Corbino, direttore e professore di Fisica sperimentale; Antonino Lo Surdo, Fisica superiore; Enrico Fermi, Fisica teorica; Franco Rasetti, Spettroscopia; Emilio Segrè, aiuto del direttore, con assistenti Nella Mortara, Edoardo Amaldi, Giancarlo Wick; primo assistente incaricato, Bruno Pontecorvo. Nell'Istituto, a capo dell'Ufficio del Radio facente capo al Ministero dell'Interno, vi era Giulio Cesare Trabacchi che dirigerà il Laboratorio di Fisica dell'Istituto di Sanità dal 1923 al 1958. L'Uffico, istituito nel 1923 e denominato dal 1925 Laboratorio fisico, venne ospitato a via Panisperna nel Regio Istituto Fisico fino al 1935.

Appena un anno prima, nel 1934, Fermi con Amaldi, Rasetti, Segrè e il chimico Oscar D'Agostino  avevano scoperto la radioattività artificiale provocata da bombardamento di neutroni. E nell'ottobre del 1934, Fermi e collaboratori, ai quali si era unito Bruno Pontecorvo appena laureato, avevano scoperto un altro importante fenomeno che aprirà la via allo studio delle proprietà dei neutroni lenti: l'effetto delle sostanze idrogenate, come la paraffina, nell'aumentare l'intensità della radioattività provocata dai neutroni. Tra i giovani collaboratori  e allievi di Fermi, in parte con rapporti di collaborazione esterna con il gruppo romano, figuravano a quel tempo  Ettore Majorana, Giulio Racah,  Ugo Fano, Renato Einaudi, Eugenio Fubini, Leo Pincherle, Mario Ageno.

Nel 1937 l'Istituto di Fisica venne trasferito nella sua attuale sede, alla Città degli Studi. Le ricerche di Fermi e collaboratori proseguiranno ma per breve tempo. Nello stesso anno Corbino moriva e alla direzione gli succedette Lo Surdo. Anche a causa delle leggi razziali che colpirono sua moglie, Fermi lascerà l'Italia nel 1938, subito dopo il conferimento del premio Nobel. Emilio Segrè, che nel 1935 aveva vinto la cattedra di Fisica sperimentale a Palermo, abbandonerà il paese nello stesso anno. Pontecorvo, che si trovava a Parigi, non rientrerà in Italia. Rasetti partirà nel 1939. Dopo il trasferimento dell'Istituto alla Città Universitaria, la strumentazione non impiegata nella ricerca fu alloggiata in alcune stanze del piano seminterrato, non senza perdite gravi dovute alla eliminazione di materiali per esigenze di spazio e alla "cannibalizzazione" di parti di strumenti, particolarmente negli anni di guerra, in un periodo in cui la povertà di mezzi non poteva certo alimentare la sensibilità verso i 'beni culturali scientifici'.

Già l'11 aprile  1927, era avvenuta per esempio la cessione alla Croce Rossa di materiale fuori uso, come ci informa una lettera di Corbino al Rettore della Regia Università di Roma:

"Informo la S.V. Ill.ma che in questo Istituto di Fisica esiste del vecchio materiale, residui di macchine, apparecchi e mobili fuori uso, che non ha alcun valore commerciale, anche perché le parti metalliche  utilizzabili si sono adoperate per la riparazione e la costruzione di altri apparecchi  o per montaggio di esperienze scientifiche".

Nel 1978, in occasione del settantesimo compleanno di Edoardi Amaldi, ciò che di quella strumentazione si era salvato,  per iniziativa di R. Cialdea fu recuperato ed esposto in due sale del nuovo edificio del Dipartimento di Fisica che costituisce l'attuale sede del museo. Della strumentazione esistente presso il Teatro Fisico o l'antico Gabinetto di Fisica della Sapienza ben poco è rimasto. L'impianto del Museo è quindi stato conservato dal Direttore Prof. Giovanni Battimelli, che si è avvalso della preziosa collaborazione della Prof.ssa Maria Grazia Ianniello. Dal 2014 la direzione del Museo è stata assunta dal Prof. Giovanni Organtini.

Tra gli strumenti più antichi oggi conservati presso il Museo di Fisica figurano, tra gli altri, un orologio a pendolo, una macchina di Atwood, una bilancia idrostatica, alcune macchine elettrostatiche, databili tra la fine del Settecento e i primi anni dell'Ottocento. La maggior parte degli strumenti esposti, con una consistenza di circa 600 esemplari, risale invece al periodo compreso tra il 1870 e i primi decenni del Novecento. Oltre agli strumenti, sono conservati nel Museo i cataloghi e i registri delle fatture e bilancio che vanno dal 1872 a oltre il 1940.

(M. Grazia Ianniello)