Lagrange, ideatore del Sistema internazionale di misura - Maria D'Asaro

 

Se si chiedesse a un campione di italiani cosa abbiano in comune Liberia, Myanmar (ex Birmania) e Stati Uniti d’America, forse pochissimi saprebbero rispondere: sono gli unici tre stati a non adottare legalmente il Sistema internazionale di unità di misura (SI), utilizzato ormai in tutto il mondo.

Tale sistema, varato nel 1962 dall’undicesima “Conferenza generale dei pesi e delle misure” (CGPM), fu poi perfezionato nel 1971, quando la quattordicesima CGPM stabilì che le unità di misura universalmente valide erano sette, ciascuna riferita ad una grandezza fisica: l’intervallo di tempo, la lunghezza, la massa, l’intensità di corrente, la temperatura, l’intensità luminosa, la quantità di sostanza (misurabili rispettivamente con secondo, metro, chilogrammo, ampere, kelvin, candela, mole).

Il progetto iniziale di unificare il sistema di misurazione lo dobbiamo a un geniale matematico piemontese, conosciuto forse solo dagli studiosi di matematica con il suo cognome poi ‘francesizzato’: si tratta di Giuseppe Lodovico Lagrangia, nato a Torino il 25 gennaio 1736 (esattamente 290 anni fa), poi chiamato Giuseppe Luigi come il bisnonno, oggi noto come Joseph Louis Lagrange.

Giuseppe avrebbe dovuto studiare giurisprudenza come il padre, ma fu attratto da matematica, geometria e fisica sperimentale. Nel 1755, appena diciannovenne, pubblicò un primo lavoro scientifico che gli valse da Carlo Emanuele III, re di Piemonte e Sardegna, la nomina di “Sostituto del Maestro di Matematica” nelle Regie Scuole di Teoria d’Artiglieria del capoluogo piemontese.

Trasferitosi a Berlino, nel 1759 divenne prima membro dell’Accademia delle Scienze di Berlino e poi presidente della stessa. Ormai matematico affermato a livello internazionale, Lagrangia nel 1787 si trasferì a Parigi su invito del re Luigi XVI, che lo nominò direttore della sezione matematica dell’Académie des Sciences.

Acquisì la cittadinanza francese nel 1792, a seguito del matrimonio con una donna francese; dal 1797 insegnò all’École polytechnique. La fama di Lagrangia, ormai appellato Lagrange, in Francia fu così grande da ricevere in vita la Legion d’Onore e alla sua morte, nel 1813, la sepoltura nel Pantheon.

Lagrange è considerato uno dei maggiori matematici europei del suo secolo per i contributi innovativi alla fisica matematica, allo sviluppo della teoria dei numeri, al calcolo delle variazioni, per le sue equazioni differenziali e l’analisi infinitesimale. Fu anche un astronomo appassionato: nell’ambito della meccanica celeste, condusse ricerche sui movimenti lunari in relazione alla Terra, sui movimenti dei satelliti di Giove e sul problema dei tre corpi e del loro equilibrio dinamico. É stato possibile posizionare l’orbita del telescopio spaziale James Webb anche grazie all’individuazione dei cosiddetti ‘punti lagrangiani’.

Fu forse proprio la visione e competenza astronomica a influenzarne le decisioni scientifiche quando, alla fine del XVIII secolo, divenne presidente della commissione che aveva il compito di fissare un nuovo sistema di pesi e misure, il sistema metrico decimale dal quale avrà origine l’odierno Sistema Internazionale.

Lagrange osservò innanzitutto che, sino ad allora, le unità di misura e di peso – piedi, pollici, once e libbre – erano derivate dalla grandezza del piede di un sovrano o dal peso di una sua parte del corpo. Influenzato dal clima culturale suscitato dalla Rivoluzione francese, oltre che dagli studi di astronomia, ritenne che i tempi fossero maturi perché le unità di misura fossero invece collegate alla grandezza della Terra e dell’universo.

Lagrange stabilì infatti che l’unità di misura-base della lunghezza, chiamata da allora metro (che, in greco, significa appunto misura) fosse un quarantamilionesimo della circonferenza della Terra, mentre le altre grandezze vennero via via associate a quest’unità di misura-base.

In un articolo su Focus del 22/9/2017 viene data la ragione del mancato accoglimento negli USA del sistema universale di misure varato da Lagrange. Nel 1793 il botanico Joseph Dombey fu incaricato di portare negli Stati Uniti due campioni standard del nuovo sistema di misurazione: una barra per l’esatta misura di un metro, e un cilindro di rame dal peso di un chilo, campioni che avrebbe dovuto consegnare a Thomas Jefferson, sostenitore del nuovo sistema, che avrebbe potuto incoraggiarne l’adozione al Congresso.

Purtroppo nei pressi del mar dei Caraibi, vicino all’arcipelago di Guadalupa (nelle attuali Antille francesi), la nave di Dombey fu attaccata da pirati e il botanico francese fu fatto prigioniero nell’isola di Montserrat, dove morì poco dopo. Dalla Francia partì allora un secondo ‘ambasciatore’ che però, arrivato a destinazione, non trovò alcun interesse per il nuovo sistema di misurazione da parte di Edmund Randolph, nuovo segretario di stato statunitense.

Così negli USA sino alla fine del 1800 il vecchio sistema di misurazione è stato l’unico vigente, anche perché alcuni ritenevano il sistema metrico un sistema ateo, e che solo pollici, libbre, once e miglio fossero “un peso giusto e una misura giusta, le uniche accettabili dal Signore”.

Bisognò attendere il 1893 perché la maggioranza delle unità di misura statunitensi fosse collegata a quelle del Sistema Internazionale; solo nel 1959 l’armonizzazione tra i due sistemi si è completata appieno.

Nonostante oggi molti organismi scientifici e commerciali statunitensi sollecitino l’adozione sempre più estesa del SI, preferibile per gli scambi commerciali dentro e fuori il paese, gli USA rimangono ancorati al Sistema consuetudinario, impiegato nell’uso comune.

Nel 1999 il fallimento della sonda della NASA Mars Climate Orbiter, disintegratasi nell’atmosfera marziana, fu dovuto proprio a una mancata armonizzazione tra unità di misure, che causò un errore nel calcolo della traiettoria: infatti il software di navigazione a terra utilizzava l’unità di misura del sistema consuetudinario (libbre-forza), mentre il software di bordo della sonda quello del Sistema Internazionale (Newton).

Chissà, forse allora Lagrange si sarà rivoltato nella tomba, borbottando che quella missione era stata fatta con i piedi…

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