METRO, KILOGRAMMO, SECONDO, BIT Comune di Carpi Le radici – Le ali METRO, KILOGRAMMO, SECONDO, BIT Breve storia di una grande avventura: lo studio della misura e delle unità di misura KILOGRAMMO – Peso, massa, gravità Carpi, 13 aprile 2004

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Epoca romana Unità Equivalente siliqua   0,189 g scrupolo = 6 silique 1,13 g oncia = 24 scrupoli 27,28 g libbra = 12 once 327,45 g 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Frazionamento e tentativi di unificazione I secoli che vanno dalla caduta dell’Impero Romano d’Occidente all’affermazione del Sistema Metrico-Decimale vedono un notevole frazionamento delle misure, analogamente a quanto visto per le lunghezze, e tentativi per lo più infruttuosi di giungere ad una unificazione delle unità. Alcuni esempi fra i tanti 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Frazionamento e tentativi di unificazione Val d’Aosta XIV secolo: Amedeo VI ordina che nelle vendite al minuto si devono usare libbre di dodici once (una dozzina), mentre nei tributi dovuti ai conti le libbre devono essere di tredici once (insomma, una dozzina di tredici elementi). Notare che è lo stesso sovrano che qualche anno primo voleva imporre l’unificazione delle misure in tutto il suo territorio. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Frazionamento e tentativi di unificazione Un altro esempio è il tentativo di uniformare tutti i pesi e le misure dello Stato milanese intrapreso nel 1595 dalle autorità spagnole. I decreti, disapplicati e inascoltati, restarono lettera morta fino al 1604 quando due gride, ancora più roboanti e ancora più inascoltate ordinarono l’introduzione di nuove unità comuni a tutto il territorio. Dopo soli sei mesi le nuove misure furono revocate. Il motivo? Non certo di carattere tecnico… 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Frazionamento e tentativi di unificazione Era accaduto che alla ragguardevole diminuzione della libbra grossa di Milano -il peso impiegato nella vendita dei generi alimentari al minuto- non era seguita una corrispondente diminuzione dei prezzi. La libbra di pane insomma era diventata più leggera ma il suo prezzo era rimasto lo stesso. Evidenti problemi di ordine pubblico erano quindi alla base della revoca del provvedimento di uniformazione delle misure. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Fluttuazioni e tensioni Come per le misure di lunghezza, anche quelle di peso presentano numerose fluttuazioni nel tempo. Ma si tratta quasi sempre di fluttuazioni non casuali, che si manifestano sempre nello stesso verso, cioè a favore di chi detiene il potere. Ad esempio, il peso delle monete varia nel tempo, ma sempre a favore della zecca e mai a favore di chi le deve accettare e spendere. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Fluttuazioni e tensioni Le regole sono spesso formulate in modo ambiguo, ed è su questo terreno che si sviluppano i rapporti di forza tra chi dà e chi riceve, chi paga e chi riscuote, chi compra e chi vende. E’ difficile incontrare una misura che sia sottratta a queste tensioni di tipo sociale: peso grosso, peso sottile, misura colma, misura rasa, di bilancia oppure di stadera… 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Fluttuazioni e tensioni Commenta a questo proposito lo storico Ugo Tocci: “L’idea contemporanea di misura, razionale ed astratta, valida per tutti ovunque e sempre, frutto tipico dell’illuminismo, non è in alcun modo applicabile a quelle predecimali, nella loro stretta dipendenza dalle condizioni materiali delle popolazioni”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La doppia misura Sarebbe semplicistico ridurre il metodo della doppia misura negli schemi dell’inganno. Ad esempio, in un’epoca in cui la nozione della funzione mercantile era ancora poco chiara, essa permetteva all’operatore di realizzare il compenso al quale aveva diritto, vendendo – come prescriveva la morale corrente – allo stesso prezzo al quale aveva comprato. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La doppia misura La doppia misura non è sparita di colpo con l’avvento del Sistema Metrico Decimale. Ancora a metà ‘800 una compagnia carbonifera inglese pagava ai minatori il carbone estratto sulla base del long ton (2240 libbre) e le rivendeva allo short ton (2000 libbre). 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Monete Per molti secoli sono stati soprattutto le zecche e i cambiavalute a pretendere pesi esatti: ancor più che negli strumenti ottici e in quelli nautici, i guadagni di precisione hanno luogo in questo ramo di attività. Nella ricerca della precisione è dunque il settore dei pesi a sopravanzare gli altri. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Monete Un elemento che si rivelò essenziale nel tentativo di raggiungere grandi precisioni è l’impiego di grani di vario tipo, caratterizzati da straordinaria stabilità ed uniformità, in grado di abbassare notevolmente il limite inferiore di misurabilità: alcuni semi utilizzati dai sumeri equivalevano a 46 milligrammi, i grani di frumento si “accontentano” di 0,1 g. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Monete La stretta correlazione fra monete e unità di peso si è protratta nel tempo. Ne sono un chiaro esempio le denominazioni di molte valute di uso recente o tuttora in corso: · lira (da libra, unità di peso, ma anche denominazione della bilancia) pound inglese (dal latino pondus=peso) · dracma greca (“quello che si può prendere con una mano”) · peseta spagnola · peso in Colombia, Messico ecc. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bilance Molte fonti concordano nel far risalire l’uso della bilancia, specie per misure di una certa precisione, alla necessità di pesare i metalli preziosi, l’oro in primo luogo. Se rapportata ai tempi della sua invenzione, la bilancia o libra ha rappresentato il primo strumento di precisione costruito dall’uomo. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bilance L’eccezionale funzionalità dell’apparecchio e la sua intrinseca carica di suggestione hanno condotto a identificarla con una lunga serie di immagini e stereotipi allegorici. Da sempre la bilancia viene caricata di significati. E’ diventata il simbolo stesso della giustizia divina e umana, della legge, dell’equilibrio, della ragione, del giudizio. Porta la bilancia l’Arcangelo Michele per pesare le anime dei defunti sottoposti al giudizio supremo. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bilance Le bilance si basarono per un lunghissimo tempo sul principio di gravità, vale a dire su una leva che permette un confronto fra la merce da pesare e i campioni di riferimento. Già Archimede aveva compreso che sono uguali i momenti delle forze in gioco, determinati rispetto al fulcro della leva. A metà del ‘700 aumentarono i livelli di precisione introducendo l’orlo a coltelli e altri miglioramenti tecnici. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bilance Ma è solo fra la fine del ‘700 e i primi dell’800 con la comparsa dei primi tipi a torsione il livello di precisione migliorò decisamente. Da allora l’evoluzione tecnologica ha portato a livelli di esattezza prima impensabili. Fra l’altro è proprio una bilancia a torsione che permise a Cavendish di determinare per primo la costante di gravitazione universale alla fine del ‘700. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Henry Cavendish (1731-1810) Bilancia a torsione 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità I campioni di peso Il primo e più semplice materiale usato come unità ponderale furono le pietre naturali e i sassi e, soprattutto per i pesi più piccoli, i semi di certe piante come le carrube del Medio Oriente, che attirarono subito l’attenzione delle civiltà mesopotamiche per la loro stupefacente uniformità di peso. Dai semi di carruba ha fra l’altro tratto la sua denominazione la misura standard (il carato) tuttora impiegata dai gioiellieri. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità I campioni di peso I Romani, come abbiamo visto, avevano pesi di valore esiguo come la siliqua, corrispondente a 0,189 grammi. Ma furono specialmente gli arabi a raggiungere un grado di precisione che ha dell’incredibile: le monete che essi coniarono fra il 750 e l’800 d.C. differiscono al più per 1/3 di milligrammo l’una dall’altra. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Alla vigilia della svolta Non erano mancati, prima del ‘700, tentativi di unificazione. Di fronte ai sistematici fallimenti Diderot (1713-1784) afferma sconsolato in una delle voci dell’Encyclopédie: “La diversità dei pesi è una delle cose più imbarazzanti nel commercio, ma è un inconveniente irrimediabile”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Alla vigilia della svolta Principali unità di peso utilizzate a Parigi alla fine del ‘700 grano: 53 mg oncia (576 grani): 30,6 g libbra poids de marc (16 once): 489,5 g Si tratta di unità di derivazione, in qualche modo, romana. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Alla vigilia della svolta Spesso unità nominalmente uguali corrispondevano in realtà a valori diversi. La sopravvivenza di queste antiche misure di peso vennero percepite negli anni della Rivoluzione francese come “l’ultima testa d’idra del dispotismo”. I progetti di superamento di tale situazione trovarono un prezioso alleato nella comunità scientifica. Vediamo ad esempio il valore della libbra in alcune città francesi, rapportato alla libbra poids-de-marc utilizzata a Parigi. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Valori della libbra in Francia 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Alla vigilia della svolta Analogo discorso vale se si confronta la libbra parigina con quelle che venivano utilizzate negli altri Paesi europei. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Valori della libbra in Europa 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La Pila di Carlo Magno Il prototipo del peso, utilizzato per la determinazione della libbra, era la cosiddetta “pila di Carlo Magno”, che era stata fabbricata verosimilmente nel ‘400, e il cui nome derivava dal fatto che risultava essere una copia di un altro campione, andato perduto, fabbricato ai tempi di Carlo Magno. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso Fino a Newton questi due concetti, pur con qualche variazione nel corso dei secoli, sono stati a lungo identificati, e il peso di un corpo veniva sostanzialmente ritenuto una sua caratteristica intrinseca, come ad esempio il volume. La forza-peso, diretta verso il centro della Terra, varia in effetti al variare della quantità di materia che costituisce un corpo ed è abbastanza spontaneo identificare i due concetti. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso Nell’antichità erano noti, almeno dai tempi di Archimede, i tratti essenziali della statica: le condizioni di equilibrio delle forze, il concetto di momento di una forza, le applicazioni come la leva e il piano inclinato erano conosciute non solo empiricamente ma anche teoricamente. Le forze in sostanza venivano confrontate in equilibrio statico con altre forze, prese come riferimento. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso L’edificio della dinamica verrà completato da Newton con i Principia (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) del 1687. Di quest’opera affrontiamo alcuni caratteri essenziali che riguardano le unità che stiamo esaminando. Newton introduce, accanto a spazio e tempo, altre grandezze fondamentali per lo studio del moto: massa e forza. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Newton (1642-1727) 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Newton 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso Massa, che Newton identifica con la quantità di materia e definisce nel seguente modo: “Quantitas materiae est mensura eiusdem orta ex densitate et magnitude coniunctim”, vale a dire: “La quantità di materia è la misura della stessa desunta dalla densità e dal volume presi insieme”. Oggi diremmo: “La quantità di materia è data dal prodotto della densità per il volume: m=d*V” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso Forza, che è un’azione di vario genere che perturba un corpo: può essere chiamata di volta in volta tensione (di una fune), repulsione/attrazione (calamita), spinta (in un fluido), peso. Una forza è in grado di: deformare un corpo elastico (effetto statico) accelerare un corpo libero (effetto dinamico) 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso Il legame tra queste due grandezze è dato dalla celebre relazione che esprime il secondo principio della dinamica: F = causa della perturbazione a = effetto dinamico dell’azione della forza m = inerzia del corpo 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La forza-peso Nell’impostazione newtoniana la forza-peso rientra pienamente come caso particolare, per quanto importante, del secondo principio della dinamica: F = forza-peso g = accelerazione di gravità 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso L’accelerazione di gravità è la stessa per tutti i corpi in uno stesso punto della superficie terrestre. E’ forse una costante universale? Alla fine del ‘600 l’astronomo Richet durante una spedizione alla Caienna nota che il periodo di oscillazione di un pendolo, che dipende dalla accelerazione di gravità, è diverso da quello dello stesso pendolo a Parigi. L’accelerazione di gravità, e dunque il peso, dipende dal luogo in cui viene misurata. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Un kilogrammo d’oro Alcuni esempi: quotazione dell’oro ai primi di aprile 2004: 11,259 €/g. Luogo g (m/s2) Valore di 1 kg di oro (€) Polo Nord 9,83 11.281,95 Equatore 9,78 11.224,57 Superficie lunare 1,62 1.859,28 Su Giove 26,01 29.851,54 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso C’è un altro ambito importante della costruzione newtoniana in cui compare la massa, apparentemente con un diverso significato: la legge di gravitazione universale In essa compare la forza di gravitazione che si esercita fra due corpi di massa m1 ed m2 che in questo contesto vengono denominate masse gravitazionali 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Massa e peso La massa sembra dunque avere un carattere si stabilità che il peso non ha, e questo dato viene rafforzato alla fine del ‘700 con la legge di conservazione della massa nelle reazioni chimiche ad opera di Lavoisier. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Il kg campione La Pila di Carlo Magno servì di base ai lavori di Lavoisier su mandato dell’Accademia delle Scienze per la determinazione, nel 1792, del kilogrammo, partendo dalla Pila di Carlo Magno: il peso della quantità d’acqua che occupa, in determinate condizioni, il volume di 1 cm3. Il campione di platino dovuto a Fortin e Lenoir, un cilindro di altezza e diametro di base entrambi di circa 3,9 mm, fu presentato all’Assemblea Legislativa, assieme al metro, nel 1799. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Etienne Lenoir (1744-1832) 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Il kg campione Campione conservato al BIPM (Sèvres) 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Il kg campione In quello che poi sarebbe diventato il Sistema Internazionale di unità di misura questo prototipo viene preso come campione di massa. Infatti nel Sistema Internazionale, erede del SMD di fine ‘700, vengono prese come unità fondamentali in meccanica: lunghezza (m) massa (kg) tempo (s) mentre le altre grandezze come velocità, accelerazione e forza (che si misura in Newton) sono derivate da queste. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Il kg campione Nel SI attualmente in vigore: m = 1 kg a = 1 m/s2 F = m*a = 1 kg*m/s2 = 1 N 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Il kg campione Purtroppo ancora oggi, a fare confusione, contribuiscono le unità di misura del sistema pratico, ampiamente usate nella vita civile, in quanto di fatto g è per noi costante. Infatti nel sistema pratico vengono prese come unità fondamentali: lunghezza (m) tempo (s) forza (kgf o kgp), che è il peso del prototipo di kilogrammo campione. Dunque: 1 kgp = 1 kg*9,8 m/s2 = 9,8 N 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 In questa lunga fase di transizione si passa da misure in certo senso concrete a misure astratte, fatte per ogni luogo e per ogni tipo di misurazione. Le resistenze furono fortissime, e furono vinte solo quando cambiarono radicalmente le società delle quali le misure tradizionali erano il prodotto. Possiamo suddividere in quattro fasi questi decenni cruciali. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 1) Il ritorno agli antichi nomi nel 1800. Un editto del 1800, nel tentativo di dare impulso alla diffusione del sistema metrico, stabilisce fra l’altro che “Per facilitare l’adozione del sistema metrico, le denominazioni date ai pesi e alle misure potranno, negli atti pubblici come negli usi comuni, essere tradotte con i nomi tradizionali francesi” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Nome sistematico Valore in m. Nome “francese” tradizionale miriametro 10.000 lega kilometro 1.000 miglio decametro 10 pertica metro 1 Unità fondamentale, nessun sinonimo decimetro 0,1 palmo centimetro 0,01 dito 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Nome sistematico Valore in unità fondamentali Nome “francese” tradizionale litro 1 pinta decilitro 0,1 bicchiere kilogrammo libbra ettogrammo oncia decigrammo 0,01 grano 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Alla resa dei conti fu un mezzo disastro: il nome tradizionale ripreso designava ora una quantità diversa da quella alla quale esso corrispondeva in passato. Quando si impiegava la “traduzione” permessa dal decreto del 1800, non si sapeva spesso di cosa si parlava. Ad esempio, con la parola “libbra” si intendeva, come in passato, una quantità di 489 grammi oppure la si usava come sinonimo di 1000 grammi? 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 2) Gli sforzi degli anni 1800-1810. Siamo in piena epoca napoleonica. Nonostante gli sforzi delle autorità, le nuove misure stentano ad affermarsi. Una circolare ministeriale di alcuni anni dopo denuncia un progresso troppo lento: “In alcuni dipartimenti l’operazione va avanti speditamente, mentre nella maggior parte dei dipartimenti essa non ha fatto sostanziali progressi. Di fatto, solo a Parigi e in poche altre città le nuove misure hanno veramente rimpiazzato le vecchie” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 3) Il decreto del 1812 Un altro elemento che spiega le resistenze è quello dei sottomultipli: la scala decimale, che doveva rappresentare una semplificazione, all’atto pratico si rivelò troppo complessa al confronto delle quarte, dei mezzi terzi, dei sedicesimi e delle altre divisioni per due o per tre con cui si costruivano da sempre i sottomultipli. Le nuove misure utilizzavano ostici prefissi greci e latini suggeriti dall’ammirazione per i classici piuttosto che da una nozione adeguata dalle necesità concrete della vita quotidiana. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

I prefissi greci e latini Fattore Prefisso 10.000 Miria- 1.000 Kilo- 100 Etto- 10 Deca- 0,1 Deci- 0,01 Centi- 0,001 Milli- 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Con il decreto del 1812 si effettua una nuova retromarcia che stavolta sembra fatale per il nuovo sistema. “Le resistenze all’adozione delle nuove misure non riguardano la bontà di tale sistema, ma unicamente il fatto che gli utilizzi usuali che ne sono derivati non sono forse appropriati ai bisogni giornalieri del popolo. La suddivisione per dieci è certamente favorevole al calcolo, ma non è indicata per le operazioni che il popolo è giornalmente obbligato a fare” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 “Occorre dunque non solo riprendere i nomi tradizionali, ma anche autorizzare l’abbandono della divisione decimale e il ritorno alle suddivisioni tradizionali”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 E’ un duro colpo al sistema metrico decimale, che – nonostante un blando richiamo formale alle nuove unità - rischia di fare la stessa fine del calendario repubblicano. A partire dal 1812 e per quasi trenta anni il commercio utilizza: una tesa di due metri, suddivisa in 6 piedi (un piede, dunque è definito ora come un terzo di metro) una auna di 120 centimetri, suddivisa in metà, terzi, quarti, dodicesimi 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 E inoltre… un boisseau (moggio) pari a un ottavo di ettolitro, suddiviso in quarti un litro suddiviso in metà, quarti, ottavi, sedicesimi una libbra di 500 grammi, che viene suddivisa in 16 once, ognuna della quali è formata da 576 grani. Il decreto del 1812, quindi, non fa altro che aumentare la confusione. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Conseguenza paradossale: ·   la libbra equivaleva a circa 489 grammi nel 1799 · la stessa libbra nel 1800 veniva usata come sinonimo di kilogrammo, e dunque pari a 1000 grammi ·  nel 1812 la parola “libbra” designa invece mezzo kilogrammo, pari quindi a 500 grammi. Il futuro del SMD, appena nato, appare a questo punto appeso a un filo. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 4) La rivincita del metro L’epoca della Restaurazione vede la Francia affrontare, assieme ai noti problemi politici, una situazione di confusione estrema nel campo dei pesi e delle misure. Già nel 1825 l’Ufficio centrale pesi e misure preme per una revisione delle contraddittorie norme del 1800 e di quelle del 1812. L’anno di svolta, che segna la definitiva vittoria del metro, è il 1837, quando il governo presenta un progetto di legge per un ritorno pieno al sistema metrico decimale. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Il decreto del 1837: “Nel 1812 si pensava che restituendo al popolo le denominazioni alle quali esso era abituato, e avvicinando il più possibile le unità metriche alle vecchie unità, e soprattutto sopprimendo le divisioni decimali si sarebbe portato un duro colpo alle misure locali… … Tutto sta ad indicare che rendendo il sistema metrico obbligatorio ovunque e per tutti, e vietando l’uso di ogni altro sistema, l’affermazione del nuovo sistema sarà agevolata e stabilirà definitivamente l’uniformità dei pesi e delle misure” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 Ormai la battaglia per l’affermazione del metro è vinta. Nel luglio 1837 il Parlamento adotta la legge, della quale riportiamo i punti più significativi: “Il decreto del 12 febbraio 1812 riguardante i pesi e le misure è abrogato. Però, l’uso di strumenti di peso e di misura, costruiti in esecuzione del decreto citato, sarà consentito fino al 1 gennaio 1840... 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Decenni 1800-1840 … A partire al 1 gennaio 1840 tutti i pesi e le misure diverse dai pesi e dalle misure stabilite dalle leggi del 18 germinale anno 3 e 19 frimaio anno 8 [che prevedevano l’introduzione del metro e del kilogrammo e delle suddivisioni decimali], costitutive del sistema metrico decimale saranno vietate e punite secondo le pene previste dall’articolo 479 del Codice penale”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Decenni 1800-1840 “Viv’ les mesur’ d’autrefois La tormentata affermazione del metro non era però finita, come dimostrano una vecchia canzone popolare francese, del 1840: “Viv’ les mesur’ d’autrefois Au diabl’ les nouveaux poids” e una delle tante vignette satiriche che circolavano all’epoca, dovuta a Daumier e disegnata nel 1840, nei primi mesi di adozione del SMD: 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La signora Gavin Daumier, 11 febbraio 1840   - Ditemi dunque signora Gavin, … 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

La moderna metrologia storica La diffusione sistematica della moderna metrologia storica, nata nel ‘600, si ha soprattutto nell’800, nel periodo difficile e contrastato dell’adozione del sistema metrico decimale. Non si tratta di una semplice collezione di fattori di conversione ma dello studio sul campo relativo alla natura delle unità di misura e al ruolo che rivestivano nella cultura di una popolazione in gran parte analfabeta. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

L’affermazione del SMD (1840-1900) In molti Paesi europei le autorità mettono in opera uno sforzo notevole di alfabetizzazione presso tutti gli strati della popolazione. Vediamo alcuni passi presi da opuscoli divulgativi prodotti in questi decenni di affermazione del Sistema Metrico Decimale. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

L’affermazione del SMD Da un opuscolo francese del 1839: “L’entusiasmo con il quale i maestri si impegnano ad introdurre il nuovo sistema dimostra il desiderio ardente di tutti gli amici del progresso di venire incontro alle indicazioni del governo, diffondendo la conoscenza delle nuove misure che meritano a pieno titolo la preferenza su quelle vecchie”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

L’affermazione del SMD Più avanti si danno indicazioni di tipo pratico: “Si raccomanda di disporre in ogni classe di un metro diviso in decimetri e centimetri, un decimetro cubo e un litro in legno o in metallo e, non ultimo, un tabellone che riassuma le unità di lunghezza, superficie, volume, capacità, peso, moneta e relativi multipli e sottomultipli”. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Anno di introduzione del SMD Nazione Anno Francia 1799 e nuovamente 1837/1840 Belgio e Olanda 1816 Piemonte 1845 Cile 1848 Germania 1872 Svezia 1879 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Analfabetismo e alfabetizzazione Alcuni dati sull’analfabetismo (si tratta ovviamente di stime, basate per lo più sui dati relativi ai coniugi che firmano il certificato di matrimonio e alle reclute che firmano al momento dell’arruolamento). Francia 1790: 55-60% di analfabeti Europa 1850 (senza la Russia): 50% di analfabeti Europa 1850 (con la Russia): 60% di analfabeti Italia 1870: 65%, con valori fra il 42% (Piemonte) e l’88% (Basilicata). 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Analfabetismo e alfabetizzazione Analfabetismo in Francia intorno al 1830 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Analfabetismo e alfabetizzazione Analfabetismo in Italia nel 1871 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità SMD e Unità d’Italia Nel periodo preunitario la limitata grandezza degli Stati regionali, centrati su una o poche città maggiore, aveva contribuito ad un certo livellamento locale delle misure, e il nuovo Stato unitario utilizzerà la scuola –ad esempio con la legge Casati- come strumento per introdurre il sistema metrico decimale come elemento di aggregazione del Paese. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Definizioni del kilogrammo Prima definizione (1791) da parte dell’Accademia delle Scienze di Parigi: “Il kilogrammo è il peso di 1 dm3 di acqua distillata alla temperatura della sua massima densità (3,98 °C)” 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Definizioni del kilogrammo Seconda definizione (1889) data nella I CGPM e tuttora in vigore: “Il kilogrammo è la massa del prototipo di platino-iridio depositato presso il BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) nei sotterranei del padiglione di Breteuil, a Sèvres”. Si può notare la scelta, poi resa definitiva nel SI, di utilizzare la massa come unità principale al posto del peso. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

Fine dell’avventura del Sistema M.D.? Tutto a posto oggi? L’avventura del metro e del kilogrammo non è ancora finita, in particolare se pensiamo al quadro generale della scienza di questo inizio millennio e all’autoesclusione degli Stati Uniti dal Sistema Metrico Decimale. 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità E non è tutto… C’è chi si batte attivamente contro il sistema metrico. Fra questi Bob Greene, editorialista del Chicago Tribune, che ha fondato il WAM! (We Ain’t Metric!), vale a dire “Non usiamo il metro!” In uno dei suoi editoriali ha scritto «Le nostre ragioni per opporci al sistema metrico decimale sono semplici: non ci piace e non vogliamo impararlo». 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bibliografia Alfredo Ferraro, Dizionario di metrologia generale, Zanichelli, 1965 Witold Kula, Le misure e gli uomini dall’antichità a oggi, Laterza, 1978 G. Barbato, La forza nella statica e nella dinamica: metodi di misurazione, CNR Torino, 1984 Ugo Tucci, Pesi e misure nella storia della società, Storia d’Italia Einaudi, vol. 5, pag. 583-612, Einaudi, 1973 Convegno internazionale “La massa e la sua misura”, Modena, 1993   13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità Bibliografia  Giancarlo Roversi, Per una storia della bilancia, Cooperativa Bilanciai di Campogalliano, Modena, 1983 Ognier, Exposé Méthodique du Système Métrique en 12 leçons, Saint-Quentin, 1839 E. Diamilla-Müller, Letture Scientifiche per il Popolo Italiano: il metro e il chilogrammo internazionale, Milano, 1873 Carlo M. Cipolla, Istruzione e sviluppo, Il Mulino, 2002 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità

KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità La Signora Gavin - Ditemi dunque signora Gavin, che bella invenzione! Vado a comprare un vestito e mi parlano straniero, blaterano di metri, termometri e barometri. Ma vedi un po’! - E io allora? Il bottegaio al posto di quattro once di burro mi imbroglia con grammi, filigrammi e programmi! 13-4-2004 KILOGRAMMO - Peso, massa, gravità