Pewien znany anatom z Bolonii
Martwą żabę zieloną miał w dłoni.
Nie namyślał się wiele,
Zaczął ciąć ją skalpelem,
A tu żaba ożyła jak zombie.
Pomnik bohatera tego limeryku znajdziemy w samym centrum miasta. Czy jednak po Galvanim zachowały się jakieś pamiątki, nie udało mi się ustalić. Choć każdy wydział bolońskiego Universitatis Studiorum ma swoje muzeum – w przypadku fizyki zwane skromniej kolekcją – to akurat podczas mojej wizyty wydział był zamknięty, o czym informowała kartka po wewnętrznej(!) stronie płotu.
Za to po drodze mogłem zajrzeć do MAMBo, czyli Museo d’Arte Moderna di Bologna, gdzie również znajdziemy eksponat związany z naukami ścisłymi. Jednymi z pierwszych programowalnych urządzeń były maszyny żakardowe. Tkały one materiały z nawet bardzo skomplikowanymi wzorami zakodowanymi na kartach perforowanych. I oto w MAMBo znajdziemy taką maszynę, do której artysta wpuścił dane ze swojego DNA. Efekt przypomina wycieraczkę, ale liczy się pomysł – niebanalny (rys. 1).
Rys. 1. Maszyna żakardowa w MAMBo
Rys. 2. Południk w Bazylice św. Petroniusza
Południk Cassiniego
Największy w mieście przyrząd pomiarowy znajduje się w Bazylice św. Petroniusza. Tworzy go cała świątynia. Jest to camera obscura, której otworek znajduje się w suficie, a tworzony przezeń obraz Słońca obserwujemy na posadzce. Przez punkt położony bezpośrednio pod otworkiem poprowadzono linię w kierunku północ-południe, a po jej dwóch stronach znajdują się dwie skale (rys. 2).
Jedna z nich to podziałka, której jednostką jest setna część wysokości otworka nad podłogą. W dniu mojej wizyty w południe obraz Słońca przechodził przez liczbę 56, skąd wniosek, że cotangens wysokości Słońca nad horyzontem wynosił 0,56.
Całe urządzenie nazywane jest po prostu południkiem (meridiana), a zbudował je – zamiast starego, znacznie mniej dokładnego południka – Giovanni Cassini, ten od przerwy Cassiniego.
O której dzisiaj południe?
Do czego jednak służy druga skala? Możemy przeczytać o tym w broszurze dostępnej w sklepiku. Otóż na tej skali odczytujemy, o której godzinie wypada danego dnia południe. Oczywiście południe słoneczne – strefy czasu wynaleziono, także zresztą w Bolonii, znacznie później.
Rys. 3. Obraz Słońca na posadzce Bazyliki św. Petroniusza.
W dniu mojego pobytu (10 sierpnia) południe wypadło o 16:27 – na rysunku 3 widać minuty, co do godzin musicie uwierzyć. Zegarek wskazywał wtedy 13:25 czasu letniego. Jak to możliwe? W starożytności dzień dzielono na 12 godzin, podobnie jak noc. Każde z osobna, a więc godziny nocne były innej długości niż dzienne, a jedne i drugie zmieniały się z doby na dobę. W czasach Cassiniego dzielono już dobę na 24 równe godziny, ale doba zaczynała się tradycyjnie, gdy zapadała noc, około pół godziny po zachodzie Słońca. Zresztą do dziś Boże Narodzenie zaczynamy świętować poprzedniego dnia wieczorem. Według tego czasu poprzedniego dnia Słońce zaszło o 20:36, czyli 16 h 49 min wcześniej, a więc doba według rachuby z czasów Cassiniego zaczęła się 16 h 19 min wcześniej.
Ekwant czy elipsa?
Przypomnijmy, że według Ptolemeusza Słońce krąży wokół Ziemi, a jego ruch co prawda nie jest jednostajny względem Ziemi, ale za to promień wodzący Słońca poprowadzony z pewnego punktu, ekwantu, porusza się ze stałą prędkością kątową. Taki model oddaje z całkiem dobrą dokładnością niejednostajny ruch wynikający z praw Keplera, zwłaszcza że orbita Ziemi wokół Słońca (albo na odwrót) jest bardzo zbliżona do okręgu.
Południk Cassiniego umożliwiał jednak wykonanie pomiarów tak precyzyjnych, że pozwalał odróżnić oba modele.
Pobożny katolik, jakim był Cassini, wykonywał te pomiary w budynku należącym do Kościoła – ciągle jeszcze zakazującego twierdzenia, że Ziemia krąży wokół Słońca. Wykonał je jednak rzetelnie i zwyciężyły prawa Keplera. Nie znaczy to, że uczony zaczął uznawać heliocentryzm. Przecież Słońce także może krążyć wokół Ziemi zgodnie z prawami Keplera.
Trzeba jednak pamiętać, że ówcześni astronomowie rozważali nie tylko dwa modele – zły i dobry, czyli Ptolemeusza i Keplera – ale także wiele innych. Na przykład model Tychona Brahego, w którym Słońce krążyło wokół Ziemi, a pozostałe planety wokół Słońca, jak również jego liczne modyfikacje, a nawet koncepcję, w której środek Wszechświata stanowił… Księżyc. Dopiero dzieło Newtona, pokazujące przyczynę ruchu ciał niebieskich, pozwoliło uporządkować nasze myślenie o Układzie Słonecznym.
Więcej o modelach Układu Słonecznego można znaleźć w książce [1], której tematyka jest znacznie szersza, niż wynikałoby to z tytułu.
Więcej o czasie
Mówimy tu o Bolonii, a co z innymi miastami prowincji Emilia-Romania? Gdy wybierzemy się do Rawenny, aby obejrzeć wspaniałe wczesnochrześcijańskie mozaiki, przy okazji znajdziemy inny niezwykły zabytek, również związany z czasem: kalendarz do wyznaczania daty Wielkanocy (rys. 4) na lata 532–626.
Skomplikowany kołowy diagram oddaje ówczesny sposób wyznaczania tego święta ruchomego, choć w praktyce mniej miejsca zajęłoby po prostu wypisanie kolejnych dat. Na miejscu możemy kupić książkę poświęconą tablicy, niestety tylko po włosku.
Rys. 4. Kalendarz do wyznaczania daty Wielkanocy[1] Heilbron J.L., „The Sun in the Church: Cathedrals as Solar Observatories”, Cambridge Mass. 1999.
[2] Varlamov A., Glatz A., Grasso S., „The Physics of baking good Pizza”, Physics Education 6(53).
Pora na pizzę
Wróćmy do dawnych czasów, kiedy godziny dzienne liczono od świtu. Południe wypadało około szóstej, po łacinie sexta, co dało początek hiszpańskiemu, a potem i włoskiemu słowu siesta, po polsku zapisywanemu jako sjesta. Jeśli chcemy we Włoszech dobrze zjeść, wybierajmy lokale zamknięte podczas sjesty. Co prawda to dla nas akurat pora obiadu, ale jeśli restaurator ceni sobie jakość życia ponad pomnażanie zysków, to jest duża szansa, że również w kuchni ceni jakość.
Dwie kolejne rady dotyczące wyboru pizzerii są już ściśle fizyczne i pochodzą z artykułu [2]. Jedzmy pizzę z pieca kamiennego (a nie stalowego, o dużym przewodnictwie cieplnym) i w mniej uczęszczanej restauracji, w której pizzaiolo nie musi zwiększać ognia, żeby przyspieszyć pieczenie. Jedno i drugie powoduje, że pizza piecze się wolniej, a dzięki temu dopieka się równomiernie.
Dobrej pizzy i braku pośpiechu życzę Wam na resztę wakacji.