Le scoperte scientifiche sognate da Robert Boyle

Che futuro immaginavano i grandi scienziati del passato? Abbiamo l’occasione di averne un assaggio grazie alla lista delle invenzioni e delle scoperte scientifiche agognate dal chimico, alchimista e filosofo naturale Robert Boyle (1627-1691). Verso la fine del XVII secolo, infatti, il co-fondatore della Royal Society scrisse un elenco di traguardi che sperava venissero raggiunti grazie alla scienza e alla tecnologia.

Ma perché le sognava? E soprattutto quante di queste scoperte abbiamo realizzato a circa 350 anni di distanza^[1]?

La lista dei desideri di Robert Boyle

Il prolungamento della vita

All’epoca di Boyle, soltanto il 5-10% della popolazione inglese superava i 60 anni d’età: la vita media era di 45 anni. Di sicuro abbiamo superato questo traguardo: grazie ai miglioramenti delle condizioni sociali e igieniche, agli avanzamenti della medicina (soprattutto per quanto riguarda vaccinazioni e lotta alle infezioni) e al miglioramento della nutrizione, oggi la speranza di vita in tutto il mondo supera i 70 anni^[2].

Ma Robert Boyle, forse, si riferiva all’età massima che è possibile raggiungere dall’essere umano. È anzi probabile, perché era un alchimista e, come tutti gli alchimisti, sognava una vita eterna.

Il limite di sopravvivenza che possiamo raggiungere si attesta intorno ai 120 anni – il record di longevità è stato raggiunto da Jeanne Louise Calment, vissuta 122 anni e 164 giorni. Già gli antichi Egizi testimoniarono che si possono raggiungere i 110 anni di vita. Se Boyle si riferiva a questo, quindi, lo deluderemmo. Non abbiamo realizzato questo obiettivo, poiché ancora oggi non c’è scoperta scientifica che tenga: la longevità ancora ci nasconde molti segreti^{[2, 3]}.

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Recupero della giovinezza

Il recupero della giovinezza o almeno alcuni dei suoi segni, come nuovi denti, nuovi capelli colorati come in gioventù

La sostituzione dei denti era già praticata nel 600 a.C.: i Fenici sostituivano i denti mancanti con quelli di animali. Anche gli Etruschi erano ottimi dentisti (i Romani imitarono la loro abilità nel costruire dentiere) e gli antichi Cinesi colmavano le carie con amalgame d’argento. Ma in Europa queste conoscenze vennero a perdersi: all’epoca di Boyle, solo i barbieri avevano alcune abilità di dentisti (al punto che alcuni presero a chiamarsi solo “chirurghi”) e nessuno di loro era in grado di sostituire i denti. Solo nel 1771, grazie al primo trapianto di denti a opera del chirurgo John Hunter, si ebbe la nascita delle moderne pratiche di odontoiatria in Europa^[4].

In generale, sono decine le invenzioni e scoperte scientifiche che potrebbero rendere soddisfatto Boyle per quanto riguarda questo punto della lista. Sostituzione e sbiancamento dei denti, trapianti e tinture per capelli, trattamenti estetici, chirurgia plastica sono tutte pratiche che riducono i segni della vecchiaia. Presto potrebbe persino essere possibile far ricrescere i denti e addirittura invertire il processo di invecchiamento.

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L’arte del volo

I primi tentativi efficaci in tal senso furono operati quasi 100 anni dopo il desiderio di Robert Boyle. La prima mongolfiera risale al 1783: fu opera di Joseph e Jacques Montgolfier. Nel 1799, George Cayley inventò il primo aliante funzionante (tentativi disastrosi erano stati fatti per secoli). Ne implementò l’idea nei successivi 50 anni e, a fine Ottocento, fu seguito da Otto Lilienthal. Negli stessi anni, Samuel Pierpont Langley inventò l’Aerodrome A, un prototipo di aeroplano che, però, non ebbe molto successo^[5].

Così, forti degli studi e delle scoperte scientifiche dei propri predecessori, i fratelli Orwell e Wilbur Wright realizzarono diversi prototipi di aeroplani. Osservando anche il volo degli aquiloni e imparando dai propri errori, finalmente, nel 1903, riuscirono a far volare il Flyer, che pesava più di 270 chili. Nel 1905 realizzarono il primo aeroplano davvero funzionale, che Wilbur poté pilotare per 39 minuti^[5].

Un percorso in salita, con l’invenzione del motore a reazione, nel 1930, ad opera di Frank Whittle. Nel 1947, un jet ci consentì di rompere la barriera del suono. Poi, aerei, satelliti, astronavi: oggi possiamo volare in molti modi diversi, con grande soddisfazione di Robert Boyle^[5].

Permanere in acqua, esercitando liberamente le funzioni, senza motori

Nei secoli, diverse culture hanno provato a realizzare mezzi di trasporto subacqueo senza molto successo. Gli ateniesi realizzarono le prime campane subacquee, strutture a forma di campana che consentivano loro di effettuare operazioni militari segrete. Al loro interno, però, i movimenti erano molto limitati^[6].

Al tempo di Boyle era già stato realizzato il primo prototipo funzionante di sottomarino, a opera dell’olandese Cornelius Drebbel. Intorno al 1620, l’inventore si era immerso a una profondità di 15 piedi nel fiume Tamigi, sotto gli occhi di numerosi londinesi e di Re Giacomo I. I progetti andarono perduti, ma sappiamo che, probabilmente, era a “propulsione umana”, cioè aveva bisogno che il pilota muovesse leve o pedali, per cui non avrebbe soddisfatto il desiderio di Boyle di libertà d’azione^[6].

Solo nel 1864, con la realizzazione del Plongeur, il sogno di libertà di movimento sott’acqua fu realizzato. Esso, infatti, era dotato di un motore ad aria compressa ma aveva diversi problemi di manovrabilità. Soltanto verso la fine del Settecento venne realizzato il primo sommergibile di successo, il Turtle, una sorta di barca subacquea monoposto. L’inventore, il giovane statunitense David Bushnell, lo dotò anche di un primitivo siluro^[6]. Dunque, anche questo sogno di Boyle si può considerare realizzato.

Lo stesso vale per “l’emulazione dei pesci con soltanto costumi e istruzione”. Le prime attrezzature da sub vennero realizzate alla fine del Diciannovesimo Secolo e, grazie alle scoperte scientifiche e le tecnologie che abbiamo realizzato, oggi è possibile restare sott’acqua anche per più di due giorni consecutivi^[7].

Curare ferite e malattie a distanza o via trapianto

In quanto alchimista, probabilmente con “la cura a distanza” Boyle intendeva eseguire operazioni in modo non invasivo. Una delle ambizioni di questi studiosi, infatti, era quella di manipolare forze immateriali, che avrebbero consentito di realizzare questo risultato. Possiamo immaginare che le nostre attuali tecnologie avrebbero soddisfatto il celebre chimico: gli strumenti di diagnostica per immagini, come la risonanza magnetica, contribuiscono a guarire i pazienti; le radiazioni possono curare il cancro e i laser correggere i problemi di vista^{[3, 7]}. Inoltre, con la telemedicina, oggi i medici possono accedere alle cartelle cliniche, consultare altri specialisti, monitorare i pazienti, persino utilizzare sistemi diagnostici su lunghissime distanze.

Per quanto riguarda i trapianti, in realtà Boyle arrivava tardi. L’autotrapianto (l’impianto di tessuti od organi provenienti dalla persona stessa, ad esempio a sostituire nasi mozzati) risale addirittura al 600 a.C. Operazioni del genere si ebbero per secoli, in molte culture diverse. Anche l’eterotrapianto (con organi o tessuti di altri umani, o altri animali) era praticato diffusamente, anche se aveva minori tassi di successo (ma gli insuccessi venivano riportati raramente)^[8]. Oggi è possibile eseguire anche trapianti di organi prodotti da stampanti 3D. Nel mondo, eseguiamo ogni anno con successo decine di migliaia di trapianti. (Per non parlare del trapianto delle feci.)

Raggiungere dimensioni gigantesche

A cosa si riferisse Boyle con “il raggiungere dimensioni gigantesche” è un mistero. All’epoca, Christopher Wren stava costruendo la Cattedrale di Saint Paul: magari l’alchimista desiderava che venissero realizzati edifici altissimi. Attualmente, l’edificio più alto mai costruito dall’uomo è il Burj Khalifa, grattacielo sito a Dubai alto quasi 830 metri. In Arabia Saudita è in costruzione anche la Kingdom Tower o Jeddah Tower, che punta a superare i mille metri d’altezza.^{[3, 7, 9]}

Se si riferiva all’altezza umana, resterebbe abbastanza deluso, dal momento che alla sua epoca gli inglesi erano alti mediamente 1,73 metri, praticamente come oggi. Anche se l’obesità è più diffusa di allora, quindi siamo più “grandi”. Se invece puntava a dimensioni giganti di piante e animali, i suoi sogni sarebbero parzialmente soddisfatti perché grazie alla selezione artificiale e alle moderne biotecnologie abbiamo aumentato le dimensioni di alcuni organismi da cui dipendiamo. Ad esempio, i polli allevati sono quattro volte più grandi che negli Anni Cinquanta^{[3, 7]}.

L’accelerazione della produzione delle cose dai semi

All’epoca di Boyle, i progressi tecnologici in campo agricolo non erano molti: si praticava la rotazione pluriennale (un diverso sfruttamento del terreno di anno in anno, che ne consentiva un arricchimento) e l’uso di concimi (“prodotti” direttamente sul luogo). A oggi sono moltissime innovazioni e scoperte scientifiche che consentono alle piante di crescere molto più velocemente dell’epoca. Dalla scoperta e lo sfruttamento degli ormoni vegetali, come le gibberelline, all’idroponica; dall’uso di fertilizzanti sintetici ai biofertilizzanti (ovvero composti che contengono organismi vivi che rendono il terreno più fertile); dall’ingegneria genetica all’agricoltura digitale^[7].

La trasmutazione dei metalli

Con trasmutazione ci si riferisce alla pratica di trasformazione di un metallo in un altro. In particolare, il termine era usato in alchimia parlando di conversione in oro (un sogno che avrebbero realizzato con la pietra filosofale… suona familiare?). Secondo Melinda Baldwin, storica dell’Università di Harvard, questo elemento della lista era particolarmente importante per Boyle^[3].

Forse sarebbe stato soddisfatto: oggi siamo capaci di convertire gli elementi, anche se non come sognavano gli alchimisti. Se loro speravano di riuscire tramite semplici reazioni chimiche o con la pietra filosofale, a noi occorrono processi fisici che richiedono moltissima energia per restituire poche molecole. Nei reattori nucleari, gli atomi di uranio si dividono in atomi di altri elementi, come stronzio e xenon. Nei reattori a fusione, gli atomi di idrogeno formano l’elio. E possiamo anche convertire alcuni elementi in oro. Lo hanno fatto Morissey e il suo gruppo di ricerca già nel 1981^[10].

Creare vetro malleabile, parabolico, iperbolico

L’uomo lavora il vetro da oltre 4mila anni. In “La storia del mondo“, lo storico, naturalista e politico Plinio il Vecchio (23-79 d.C.) scrive che l’Imperatore Tiberio (14-37 d.C.) possedeva un bicchiere di vetro che non si rompeva, se lanciato al suolo, perché malleabile. Questa tecnologia ricorda quella dei vetri temperati che costruiamo oggi: non sono infrangibili, ma avrebbero interessato certamente il grande chimico^[3].

Più complesso il discorso riguardo ai vetri parabolici e iperbolici. Già nel I secolo a.C., in quello che ora è lo stato di Israele, inventammo la tecnica della soffiatura, che potenzialmente ci consentiva di dare al vetro qualsiasi forma. Nell’immaginario comune, Archimede aiutò a sconfiggere le truppe di Marcello nell’assedio di Siracusa (212 a.C.) usando gli specchi ustori, spesso descritti come parabolici. Tuttavia, probabilmente non si trattava di specchi dalla forma concava, bensì di più specchi piani posti in modo da concentrare la luce solare. In ogni caso, Antichi Greci e Romani scrivevano di queste tecnologie molti secoli prima di Boyle, ma presentavano alcuni problemi^[11].

Solo recentemente siamo riusciti a superare alcuni difetti come l’aberrazione cromatica, un problema delle lenti per cui i colori risultano sfasati gli uni rispetto agli altri. Oggi, con grande gioia dell’antico chimico, abbiamo imparato a padroneggiare l’arte della creazione del vetro, tra occhiali, microscopi, telescopi, specchi ellittici e iperbolici e così via.

La trasmutazione delle specie in minerali, animali e vegetali

Trasformare minerali in animali o vegetali e viceversa ci è ancora impossibile. Ma possiamo creare sostanze organiche a partire da sostanze inorganiche grazie all’esperimento di Miller-Urey, eseguito per la prima volta nel 1953. Inoltre, siamo parzialmente in grado di manipolare la speciazione grazie alla selezione artificiale, che attuiamo su decine di specie da migliaia di anni.

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L’alchaest liquido e altri solventi

Purtroppo per Robert Boyle, la realizzazione di un solvente universale come il leggendario alchaest sognato dagli alchimisti è ancora lungi dall’essere realtà: per quanto ne sappiamo oggi, sarà impossibile realizzarlo^[9].

Creare un’armatura leggera ed estremamente resistente

Le armature esistono da migliaia di anni: elmetti e coperture di cuoio già proteggevano i combattenti primitivi. Ci sono familiari le armature impiegate dai cavalieri medievali europei, come cotte di maglia e armature a piastre: ma la loro resistenza si accompagnava a un notevole peso. Per di più, queste protezioni divennero poco efficaci con l’avvento delle armi da fuoco moderne, a partire dal Cinquecento^{[9, 12]}.

Più recentemente, grazie alle moderne tecnologie e scoperte scientifiche, ci è stato possibile realizzare armature più efficienti e leggere. Tuttavia, un’armatura come quella di Frodo della celebre saga Il Signore degli Anelli è ancora inarrivabile. Infatti, il mithril è resistente, capace di assorbire gli impatti, leggero e duttile, quindi facile da lavorare; ma nella realtà queste caratteristiche risultano mutualmente esclusive. I materiali duri, quindi resistenti alle abrasioni, non sono malleabili o sono fragili, e così via. Però forse potremmo comunque dirci soddisfatti: attualmente abbiamo a disposizione armature molto efficienti e leggere grazie all’invenzione del Kevlar^®, da parte di Stephanie Kwolek nel 1965, e l’avvento delle piastre in ceramica balistica^{[9, 12]}.

Un modo pratico e certo per trovare le longitudini; l’uso di pendoli nei viaggi e negli orologi

Al tempo di Boyle, la navigazione avveniva conoscendo la latitudine (grazie al sestante) e la longitudine, più complicata da calcolare perché occorreva conoscere l’orario sulla nave e quello di un posto di riferimento. Tra le difficoltà che derivavano da questo metodo vi era l’impossibilità di calcolare con precisione lo scorrere del tempo^{[4, 7]}.

Nel 1660 circa era nato l’orologio a pendolo, che, diversamente dagli orologi meccanici che esistevano prima, era sufficientemente preciso da misurare anche i secondi. Ma, naturalmente, non era possibile usarlo sulle navi^[13].

All’inizio del Settecento, il cronometro marino (orologio portatile molto preciso) inventato da John Harrison risolse il problema. Nel XVI secolo, a opera di Peter Henlein, nacque anche l’orologio da taschino, che nei secoli successivi venne perfezionato e, agli inizi del Novecento, declinato nell’orologio da polso^[13].

Il sogno di una via pratica per trovare le longitudini è stato realizzato da Roger L. Easton nel 1973, con la realizzazione del Global Positioning System. L’accuratezza del GPS varia, ma può arrivare ad avere un errore di pochi millimetri^{[3, 7, 9]}.

Una nave che navighi in ogni vento e sia inaffondabile

Purtroppo, in questo caso il grande scienziato sarebbe deluso. Con le barche a motore la situazione è molto migliorata, ma ancora oggi non ci è possibile navigare durante le tempeste e solo negli ultimi anni si è parlato di una tecnologia che renderebbe inaffondabili le navi, ancora ben lungi dall’essere sviluppata.

Medicine per potenziare l’immaginazione, la memoria e altre funzioni, lenire il dolore, svegliare e tenere svegli, procurare bei sogni

Potremmo annoverare gli allucinogeni tra le sostanze che stimolano l’immaginazione. Per svegliare e combattere la sonnolenza, oltre alla caffeina e altri stimolanti che si trovano negli alimenti, esistono i farmaci per l’ipersonnia, anfetamine e medicinali analoghi. I farmaci nootropi e psicostimolanti migliorano la memoria e altre funzioni cognitive; anche melatonina e integratori aiutano alcune capacità cognitive, oltre a conciliare il sonno come i sonniferi.

Vi sono, poi, altre scoperte scientifiche che realizzano i desideri qui espressi da Boyle: barbiturici e sedativi per sedare e antidolorifici e analgesici per combattere il dolore. Persino per alcuni incubi è possibile intervenire, grazie alla prescrizione di antipsicotici atipici.

Sogni piacevoli, forza fisica e agilità

Boyle scrive: “Sogni piacevoli ed esercizi fisici esemplificati dall’elettuario egiziano e dal fungo menzionato dall’autore francese”. Anticamente, l’elettuario era un preparato contenente molti principi attivi e miele che veniva prescritto per curare diversi mali. Zosimo di Panopoli, alchimista egiziano, intorno al III secolo avrebbe preparato un elettuario che rendeva piacevoli i sogni. Quanto al “fungo menzionato dall’autore francese”, potrebbe trattarsi di una fanfaluca: il francese in questione, infatti, potrebbe essere Georges Pierre des Clozets, un truffatore che si prese a lungo gioco di Boyle. In ogni caso, a oggi non conosciamo veri e propri farmaci che portino a fare bei sogni.

Per migliorare le performance fisiche (“esemplificata da quella delle crisi epilettiche e delle persone isteriche”), invece, abbiamo a disposizione integratori e farmaci più o meno salutari (e più o meno consentiti nelle pratiche sportive), come steroidi, anfetamine, metanfetamine e altre sostanze dopanti.

Una luce perpetua

Possiamo intendere questo desiderio in due modi: il mantenimento della luce anche durante la notte e l’esistenza di una luce che non si spegne mai. Quanto al primo punto, di certo lo abbiamo realizzato. Di notte, in alcune città c’è una tale illuminazione da costituire un problema ecologico e di salute, l’inquinamento luminoso.

Quanto al secondo punto, con l’invenzione della lampadina a fine Ottocento ci potremmo avvicinare a quanto desiderato da Boyle: sarebbe sufficiente rifornire continuamente la lampadina di energia (ad esempio, collegandola a un impianto di energia nucleare) e manutenerla costantemente. A oggi, la lampadina più longeva è stata accesa per almeno centosedici anni^{[3, 7, 9]}.

Vernici che profumano strofinandole

Questo elemento molto strano della lista poteva avere un significato importante in un’epoca dominata dai cattivi odori. In ogni caso, abbiamo realizzato anche questo sogno dell’alchimista. La tecnologia “scratch and sniff” (che ci richiamano immediatamente i libri della serie “Viaggio nel Regno della Fantasia” di Geronimo Stilton) venne inventata accidentalmente nel 1965 dall’azienda 3M^{[3, 7, 9]}.

Completare la lista di desiderata di scoperte scientifiche

Forse non ci è possibile capire se abbiamo esattamente adempiuto ad alcune innovazioni e scoperte scientifiche sognate da Boyle. Questo a causa di un fenomeno che può farci riflettere: la differenza culturale fra noi e lui. Boyle ci parla attraverso il proprio modo di vedere il mondo, rispecchiando il modo di pensare di un alchimista e i problemi del suo tempo. Il suo linguaggio ci appare vago e buffo perché parla di scoperte scientifiche a noi familiari che per lui erano solo miraggi lontani. Le sue parole sono ingenue perché non ha familiarità con strumenti che noi oggi diamo per scontati.

Si tratta, quindi, di un interessante spaccato storico. In ogni caso, sembra che in meno di quattrocento anni abbiamo realizzato quasi tutti i suoi desideri grazie agli sviluppi della medicina e della tecnologia che abbiamo visto in questi secoli. Sarebbe davvero interessante vedere cosa accadrebbe se Robert Boyle potesse approdare nella nostra epoca e vedere i frutti di queste scoperte scientifiche.

Referenze

1. Royal Society. Fellow details.
2. Treccani, 2000. Longevità.
3. Joanna Klein, 2015. Has Science Realized This 350-Year-Old Alchemist Wish List?. Nautilus.
4. Encyclopaedia Britannica. Dentistry.
5. AIAA, History of flight around the world.
6. History.com, 2018. Nine groundbreaking early submarines.
7. Jason Kottke, 2018. A wishlist of scientific breakthroughs by Robert Boyle. Kottke.org.
8. Barker, C. F., & Markmann, J. F. (2013). Historical overview of transplantation. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 3(4), a014977. DOI: 10.1101/cshperspect.a014977
9. Richard Alleyne, 2010. Robert’s Boyle wishlist. The Telegraph.
10. John Matson, 2014. Fact or Fiction?: Lead Can Be Turned into Gold. Scientific American.
11. Hellenica World, Burning Mirrors.
12. Encyclopaedia Britannica. Armour.
13. Scientific American, 2006. A Chronicle of Timekeeping.