lunedì 5 marzo 2012

Giovanni Alfonso Borelli: napoletano o castelnovese?


Giovanni Borelli (1608-1679) ritratto sulla sua tomba nella Chiesa di San Pantaleo in Roma.
Cominciamo a parlare di questo grande scienziato del XVII secolo.

"BORELLI, Giovanni Alfonso. - Nacque a Napoli il 28 gennaio 1608 da Laura Borrello (Porrello, Vorriello), moglie di un soldato spagnolo della guarnigione del Castel Nuovo, Miguel Alonso "de Varoscio", e venne battezzato con il nome di Giovan Francesco Antonio. Gli è stato talvolta attribuito da alcuni studiosi come padre il filosofo Tommaso Campanella, contro ogni verisimiglianza, come si può dedurre dalla voce del fratello Filippo."Questo è ciò che troviamo scritto nel dizionaro biografico italiano Treccani del 1971 redatto da Ugo Baldini.
Come qualcuno a Castelnuovo già saprà,questo personaggio è di origine castelnovese.Fu uno dei più grandi medici e matematici del '600.Fu in particolare:astronomo,fisiologo,matematico e filosofo.

Della sua infanzia poco si sa',almeno fino al 1630.Probabilmente in quel periodo egli visse a Napoli dove frequentò  quelli che oggi definiremmo i gradi primari dell'istruzione (solo che a quei tempi si studiava o nei monasteri o i genitori più ricchi assumevano dei precettori privati per i loro rampolli).Nel 1630 divenne allievo di Benedetto Castelli,monaco benedettino allievo di Galileo Galilei e che fu un importante fisico e matematico dell'inizio del '600.


Padre Benedetto Castelli (1577-1643)


Laureatosi in medicina e matematica a Roma divenne docente di matematica a Messina nel 1649 e poi a Pisa nel 1656,qui fondò l'Accademia degli Investigandi.Nel 1674 si ritirò a Roma dove visse sotto la protezione della regina Caterina di Svezia e a Roma fondò l'Accademia Dell'Esperienza conosciuta meglio come l'Accademia Di Fisica-Matematica.A Roma conobbe anche il famoso matematico Vitale Giordano da Bitonto,famoso matematico noto per la dimostrazione del teorema dei quadrilateri di Saccheri.Inoltre fu amico del grandissimo medico Marcello Malpighi, il cui nome è legato ad un distretto anatomico nei nefroni (i nefroni sono le unità microscopiche funzionali del rene,presso la porzione prossimale del relativamente semplice complesso di tubuli costituenti il nefrone,troviamo il corpuscolo renale del Malpighi costituito da: a)la capsula renale con i foglietti parietale e viscerale con funzioni di delimitare il corpuscolo renale in sè e con la funzione di filtraggio iniziale delle urine tramite i podociti aderenti ai capillari glomerulari nel corpuscolo renale; b)i capillari glomerulari derivanti dalle ramificazioni delle arterie renali. Lo schema di derivazione arteriosa nei reni è il seguente:arterie renali-arterie segmentali-arterie interlobari-arterie arcuate-arterie interlobulari-arteriole e capillari glomerulari. Fu anche mebro dell'Accademia del Cimento.

Vasi arteriosi renali cristallizati con iniezione di polimeri.
Giovanni Alfonso Borelli morì di polmonite a Roma il 31 dicembre 1679."[1]


L'opera scientifica:
Fisica
Borelli diede ampio e importante contributo agli studi fisici dell'epoca in cui visse.La nascita della meccanica celeste moderna è avvenuta anche grazie alla sua opera "Theoricae Mediceorum planetarum ex causis physicis deductae",voluminosa opera di astrofisica dove spiegava il moto dei pianeti medicei scoperti da Galileo,tra le altre cose amico del Borelli,e che altro non sono che i 4 satelliti di Giove.Con le terminologie fisiche di oggi,nell'opera egli spiega che il moto delle masse dei pianeti medicei è un moto circolare uniforme dovuto all'azione di una forza che ha due componenti:una radiale,che è una forza centripeta (cioè diretta verso il centro della traiettoria circolare) e che di fatto permette il moto circolare dei pianeti medicei grazie all'attrazione gravitazionale della massa gioviana che rappresenta un punto centrale e dalla componente tangenziale delle forze che invece è tangente alla traiettoria circolare ed è detta forza centrifuga:se la componente tangenziale della forza risultante non fosse equilibrata da quella diretta al centro,i pianeti (o qualsiasi altro corpo che si muove di moto circolare) prenderebbero come traiettoria la cosiddetta tangente alla curva dello spostamento.

Anticipò grazie ai suoi studi in sostanza le future leggi della dinamica newtoniana (che nel caso che ho spiegato a parole mie è l'applicazione della seconda legge di Newton al moto circolare).


Cosa curiosa è che cercò anche di misurare la velocità della luce,cosa che aveva già tentato  di fare Galileo Galilei.E pensate che Borelli eseguì un geniale esperimento ideando un sistema di specchi riflettenti disposti tra Pistoia e Firenze,la cui distanza è 35 km.Tale metodo fu ripreso nel 1849 da Armand Hyppolite Fizeau che stimò che la velocità della luce fosse di 283.000 km/s,un valore molto vicino a quello descritto da Albert Einstein nel 1905.



Fisiologia:
La fisiologia è una disciplina inerente le scienze biologiche a cui vengono applicate la fisica, la chimica e la matematica per spiegare le basi del funzionamento degli organi animali. 

Spiega come e perché gli organi umani ed animali funzionano in condizioni normali (e cioè quando non sono affetti da malattie di varia causa che ne compromettano la funzionalità). La fisiologia è composta da due branche principali: la fisiologia generale e la biofisica che si occupa di applicare le leggi matematiche allo studio della meccanica muscolare oppure allo studio dei potenziali elettrici lungo il neurilemma,cioè la membrana che racchiude le cellule nervose o neuroni.
E' proprio alla biomeccanica muscolare che si dedicò Borelli,componendo la più grande opera di biomeccanica  del suo tempo,che tra le altre cose ha dato i natali alla moderna fisiologia
: il De Motu Animaliu. 
Borelli fu padre della scuola iatromeccanica e con il De Motu Animaliu, un trattato di fisiologia dove vengono applicate le teorie meccaniciste postulate previamente da Galeno allo studio del movimento. L'opera rappresenta il tentativo di estendere il rigore dell'analisi geometrica di Galileo alla biologia, sostenendo che non solo i corpi celesti si muovono secondo leggi geometriche.
L'opera in se' si occupa dello studio dei movimenti esterni ed interni dell'organismo spiegando grazie alle leggi matematiche, che sono per lo più applicabili al mondo inanimato, le proprietà biomeccaniche degli esseri viventi.
Egli qui confuto' due concetti fondamentali che regnavano nel mondo scientifico del tempo: 1) "Il movimento dipende da umori o dal sangue che penetra le "porosità" dei muscoli." ; 2)I muscoli per conseguenza si credeva funzionassero poiché il cuore si contraeva. 
Borelli ebbe il vantaggio è la fortuna di poter confutare tali teorie grazie al fatto che possedeva l'appena inventato microscopio.
Egli descrisse ampiamente sia l'Anatomia macroscopica dei muscoli, sia quella microscopica.
Per lui i muscoli erano intesi come macchine che agiscono in base alla "facoltà motrice dell'anima", il che probabilmente può essere considerato come un primitivo concetto di "muscoli scheletrici la cui contrazione dipende dalla volontà dell'individuo", e forse rappresenta IL primitivo concetto di "unità motoria".
Affermava che i muscoli fossero composti da tendini, carne, vene, arterie e nervi.
Inoltre sosteneva che fossero contenuti all'interno di una membrana (epimisio, perimisio ed endomisio) ove erano contenuti più fasci dalla forma varia: a prisma triangolare, quadrangolare od esagonale. Parlo' del fatto che ogni fascio era composto da fibrille, le quali erano tenute insieme da una sostanza gelatinosa (che non poté individuare a causa della primordialita' della tecnologia del tempo).
Dei muscoli cercò di quantificare forza e resistenza muscolare, per tali motivi considerò fondamentale l'inserzione tendinea del muscolo e calcolo' quindi la potenza motrice sviluppata.

Compì studi approfonditi sulla cardiodinamica, ovvero, sulla modalità e sulle cause della contrazione cardiaca.
Disse che il cuore espelle il sangue con la sistole e che durante la sistole le fibre non si accorciavano,  ma resistevano alla dilatazione e quindi precorse il concetto di contrazione isovolumetrica. 
Come per i muscoli calcolo' la forza di contrazione cardiaca che stimò in circa 3000 libbre ovvero 1360,77 chilogrammi (considerando che 453 libbre sono pari ad 1kg).
Ovviamente fu una stima esageratamente grande che non corrisponde alla realtà, ma il metodo con cui arrivò a tale risultato è attualissimo e scientificamente corretto in quanto eseguì i calcoli a partire dalla quantità di moto.
Sostenne per primo, infine, che il cuore si contrae a causa del contatto fra sangue e "succo nervoso" che provoca una Ebullitio prima, ed una Fermentatio poi.
Il merito di Borelli consiste nell'aver compreso che il meccanismo di contrazione cardiaca ciclico ha basi nervose (Borelli ricordiamolo, però, non conosceva il miocardio specifico né conosceva l'innervazione autonoma del cuore).

Vivendo nello stesso periodo in cui operava in Inghilterra il medico William Harvey, Borello confermò matematicamente le teorie addotte dal medico inglese sulla circolazione sanguigna.
Inizialmente, al tempo, si credeva in base alle teorie del medico Galeno che imperavano ormai da 1400 anni, che il sangue non potesse circolare nei vasi.
Quando Harvey negò le teorie galeniche, fu condannato al rogo come eretico e sarebbe morto se non fosse stato salvato sul rogo dall'Imperatore del Sacro Romano Impero del tempo suo amico.
Borelli oltre a confermare la teoria di Harvey che il sangue circolasse, comprese che esso inoltre si muoveva con continuità tra una contrazione e l'altra durante il ciclo cardiaco.
Dimostrò anch'egli come Harvey che il sangue non passava direttamente dalle arterie alle venule per mancanza di anastomosi ed anche perché la "Vis cordis" in quei vasi era minima (in tal caso si traduca "la Forza [contrattiva] del cuore").



Egli ancora sosteneva che l'uomo nel deambulare può cambiare posizione del tronco piegandosi in avanti, in virtù del meccanismo biomeccanico innescato dalle inserzioni  dei muscoli sulle ossa dei muscoli retto dell'addome, obliquo interno e trasverso dell'addome che flettono la colonna vertebrale ventralmente. 
Piegandoci in avanti, sappiamo di esserci piegati perchè lo abbiamo voluto e Borelli individuò nella "Vis" dell'uomo, intesa in tal caso come "la Volontà", questo esempio di cognizione della posizione del corpo nello spazio e della postura determinata dalla contrazione della muscolatura scheletrica.

Si occupò di statica applicata al corpo umano e individuò il Centro di Massa dell'uomo nelle ossa iliache ed inoltre per quanto riguarda lo scheletro degli arti e le articolazioni in generale comprese che le ossa umane funzionassero in base ai principi del momento di una forza e quindi come leve. 

Applico' la geometria euclidea  e la matematica allo studio dello sviluppo embrionale.
Egli considerava infatti il moto particellare come oscillatorio e armonico come quello di un pendolo, e quindi sostenne che lo sviluppo embrionale degli animali fosse determinato da movimenti oscillatori.
Oggi infatti sappiamo che gran parte dell'embriogenesi e dell'organogenesi si basa sul fatto che le cellule si muovono (come quelle di derivazione neuroectodermica come i melanociti che esprimono alcuni fattori come le SLUG-protein che permettono loro di migrare dall'ectoderma agli strati parabasali cutanei, oppure come avviene per le cellule germinali primordiali che migrano nell'embrione per portarsi nelle gonadi presuntive e permettere così spermiogenesi od oogenesi).


Tra le opere da ricordare del Borelli annoveriamo:


Della cagioni delle febbri maligne

Euclides restitutus, sive prisca geometriae elementa, brevius, & facilius contexta 

De Renum usu Judicium

De Vi Percussionis, et Motionibus Naturalibus a Gravitate Pendentibus 

Meteorologia Aetnea

De motionibus naturalibus a gravitate pendentibus
La domanda che vorrei porre alla fine è questa: come mai questo scienziato castelnovese è stato ritenuto napoletano per così tanto tempo (fino al 2003) e poi fu riscoperto castelnovese?

Innanzitutto la risposta certa a questo quesito non esiste: si possono solo azzardare delle ipotesi.

Il Borelli nacque o a Castelnuovo Di Conza o a Castel Dell'Ovo in Napoli che nel Medioevo era chiamato Castel Nuovo o Casal Nuovo Di Napoli.
La più logica delle risposte è questa: 
dato che i soldati spagnoli non potevano avere figli con le popolane dei luoghi ove erano in servizio nel Regno Di Napoli, il padre dello scienziato pensò bene di dare al giovane il cognome della madre, Borelli, ma di lasciare anche indizio del suo "contributo" infatti il nome di Alfonso deriva da "Alonso", nome tipicamente spagnolo. 
Questa secondo me sulla base dei fatti è la risposta al mistero dei falsi natali di questo grande medico italiano.
Tra le altre cose a Castelnuovo, a dimostrazione di tale teoria che espongo,
prima del terremoto del 1980, vi era anche una strada intestata a Borelli, ma mio padre tra urla convulse la fece rimuovere dal sindaco, perchè diceva che a Castelnuovo non ci dovevano essere vie intestate ai napoletani questo da quanto appreso frequentando la Facoltà di Medicina all'Università di Napoli. Fatto sta che in Campania nessuna strada o rione o via e' intestata a Borelli, e vi era solo a Castelnuovo. Strana coincidenza.
Nel 2003, informato da un nipote sull'articolo di una lettera al Comune di Castelnuovo Di Conza da parte di una docente di Storia della Matematica negli U.S.A,  si dovette ricredere e prima di morire studiò a lungo il caso per ridare a Borelli la gloria sacrosanta che merita dai suoi compaesani e dal Mondo, cosa che ancor oggi non è stata fatta.
Ma qui la giustificazione a tale mancanza, arriva prestamente: nessuno ha mai chiesto al Comune ed al Consiglio Comunale di istituire di nuovo la strada nel Paese antico, o di apporre una targa in memoria.
Ma tempo al tempo avverrà anche questo.

Ed ecco alcune foto interessanti:





Frontespizio dell'opera De motu animalium in un edizione postuma del 1710.

Disegno che descrive lo studio meccanico dell'articolazione del gomito nell'arto superiore destro.

Studio di un diagramma di forze e carrucole per la meccanica muscolare.


Spaccato del cuore per lo studio dei movimenti cardiaci durante il ciclo di contrazione:si notino le strumentazioni tubulari forse usate dal Borelli per imitare il circolo del sangue lungo i grandi vasi e dimostrare il concetto fondamentale che il sangue circola.

Studi sul baricentro nel corpo umano e sulla sua posizione in virtù della postura assunta dal corpo.



Studi sul baricentro durante il moto .


Studi sulla meccanica muscolare degli arti associate ai modelli matematici delle leve.

L'opera del Borelli dunque che intendeva il corpo umano come una macchina specie nel De Motu Animaliu, riprese e continuò in metodi, concetti e titolo l'opera omonima di Aristotele (De Motu Animaliu) e quella del grande Vesalio che infatti intitolo' la sua più grande opera di anatomia umana "De humana corporis fabrica".
Borelli fu uno dei padri del nascente pensiero scientifico moderno prima dell'avvento dell'Illuminismo.


FONTI CONSULTATE:
[1]Wikipedia 2012 (per la biografia comunemente e forse erroneamente accettata)

Barbensi G.-Borelli.Collana di vita di medici e naturalisti celebri. (Trieste, 1947)

Caprariis E.-Spunti di neurofisiologia nel De Motu Animaliu di Giovanni Alfonso Borelli  (1608-1679);

DE MOTU ANIMALIU-collezione privata Venutolo, 1710;

Giuseppe Gaeta-Modelli matematici in biologia.(2007)

Opere consultate online di Giambattista Morgagni.


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