ΜΟΥΣΕΙΟ ΓΑΛΙΛΑΙΟΥ: TEATRUM MUNDI (του Φώτη Παπαδόπουλου)

του Φώτη Παπαδόπουλου

Το Μουσείου του Γαλιλαίου φιλοξενεί τα μόνα όργανα που σχεδίασε και κατασκεύασε ο Γαλιλαίος και διασώζονται μέχρι και σήμερα. Τα πιο σημαντικά από αυτά είναι δύο τηλεσκόπια και οι προσοφθάλμιοι φακοί με τα οποία ο Γαλιλαίος ανακάλυψε 4 από τους δορυφόρους του Δία. Γενικότερα , το Μουσείο είναι σπίτι για τις ανεκτίμητες επιστημονικές συλλογές των δύο δυναστειών που κάποτε κυριαρχούσαν στη Φλωρεντία : Οι Μέδικοι και το σπίτι της Λωρραίνης. Ουσιαστικά , όλη η έκθεση εστιάζει στον Γαλιλαίο. Τα όργανα και οι πειραματικές συσκευές που αποκτήθηκαν από τους Λωρραίνους τον 18ο και τον 19ο αιώνα , αντανακλούν τα ισχυρά κίνητρα που προβλήθηκαν από τις ανακαλύψεις του Γαλιλαίου για τη βελτίωση της φυσικής και μαθηματικής επιστήμης των σύγχρονων χρόνων.

Room I The Medici Collections Room II Astronomy and Time Room III The Representation of the World Room IV Vincenzo Coronelli’s Globes Room V The Science of Navigation Room VI The Science of Warfare Room VII Galileo’s New World Room VIII The Accademia del Cimento: Art and Science of Experimentation Room IX After Galileo: Exploring the Physical and Biological World Room X The Lorraine Collections Room XI The Spectacle of Science Room XII Teaching and Popularizing Science: Mechanics Room XIII Teaching and Popularizing Science: Optics, Pneumatics, Electromagnetism Room XIV The Precision Instrument Industry Room XV Measuring Natural Phenomena: Atmosphere and Light Room XVI Measuring Natural Phenomena: Electricity and Electromagnetism Room XVII Chemistry and the Public Usefulness of Science Room XVIII Science in the Home Δωμάτιο 1- Συλλογές των Μεδίκων Για πολλά χρόνια η οικογένεια των Μεδίκων, Πάτρωνες της τέχνης και της επιστήμης, διαμόρφωσαν μια εξαίσια συλλογή από επιστημονικά όργανα , τα οποία στεγάζονταν για περίπου δύο αιώνες στη Γκαλερί Uffizi δίπλα σε αριστουργήματα αρχαίας και μοντέρνας τέχνης. Η συλλογή , η οποία ξεκίνησε από τον ιδρυτή του μεγάλου δουκάτου της Τοσκάνης Cosimo τον πρώτο τον Μέδικο (1519-1574), εμπλουτίστηκε από τους διαδόχους του. Ο Francesco ο πρώτος(1541-1587) έδειξε ενδιαφέρον κυρίως στις συλλογές φυσικής ιστορίας και αλχημείας και ο Ferdinando ο πρώτος (1549-1609), ο οποίος απόκτησε έναν μεγάλο αριθμό μαθηματικών, ναυτικών και κοσμογραφικών οργάνων. Ο Comsimo ο δεύτερος (1590-1621) είχε το μοναδικό προνόμιο της προσθήκης των αυθεντικών οργάνων του Γαλιλαίου στη συλλογή, τις γεωμετρικές και στρατιωτικές πυξίδες και τα τηλεσκόπια.

Δωμάτιο 2 - Αστρονομία και Χρόνος Από την αρχαιότητα το ανθρώπινο είδος είχε γοητευτεί με τον χρόνο βλέποντας τον ως ένα ταυτόχρονα φιλοσοφικό και φυσικό ερώτημα. Χωρίς να καταφέρει να εξηγήσει τι ακριβώς είναι ο χρόνος, η αστρονομία ήταν πάντα αφοσιωμένη στον καθορισμό των ενοτήτων του ( χρόνια, μήνες, μέρες και ώρες), βασισμένη στην παρατήρηση ουράνιων φαινομένων, αναπτύσσοντας ακριβή όργανα για την μέτρηση του χρόνου. Δύο ήταν οι βασικοί λόγοι για τους οποίους δημιουργήθηκε αυτού του η είδους η ανάγκη μέτρησης και οργάνωσης του χρόνου: πρώτον η εγκαθίδρυση του ημερολογίου για την ρύθμιση των ακριβών ημερών εορτασμού των θρησκευτικών και πολιτικών γιορτών και δεύτερον η πρόβλεψη της θέσης των αστεριών και των πλανητών με σκοπό την διατύπωση αστρολογικών προβλέψεων.

Δωμάτιο 3- Η αναπαράσταση του κόσμου H πολιτιστική αξία της κοσμογραφίας στην Τοσκάνη των Μεδίκων φαίνεται από την ενθουσιώδη υποδοχή της Γεωγραφίας του Πτολεμαίου , ένα από τα θεμελιώδη κείμενα των νεώτερων γεωγραφικών σπουδών που ανακλύφθηκαν εκ νέου στην Φλωρεντία τον 14ο αιώνα. Το φιλόδοξο σχέδιο για το νέο βεστιάριο στο Palazzo Vecchio συλλήφθηκε από το Cosimo των Μεδίκων ως ένα μεγαλιώδες theatrum mundi, καθώς επίσης θεωρήθηκε μια απόπειρα να αφομοιωθεί και να εκσυγχρονιστεί η Γεωγραφια του Πτολεμαίου. Αυτό το σχέδιο τέθηκε παράδειγμα προς μίμηση αργότερα στην Γκαλερί Ufizzi από τον Ferdinando I (1549-1609), ο οποίος συνέλλαβε ένα κοσμογραφικό δωμάτιοπου περιείχε αναπαραστάσεις των πεδίων των Μεδίκων και ένα εξαιρετικό Πτολεμαϊκό μοντέλο του σύμπαντος , φτιαγμένο από τον κοσμογράφο Antonio Santucci († 1613). Τα σχέδια των Palazzo Vecchio και Ufiizi σχηματίχουν ένα συνεχές σχέδιο ως μια σούμα (summa=άθροισμα από τα εσθονικά ) της κοσμολογίας του 16ου αιώνα ώστε να γιορταστεί η δύναμη και η εξουσία του πρίγκηπα.

Δωμάτιο 4 - Οι σφαίρες του Vincenzo Coronelli’s Τέσσερις σφαίρες φτιάχτηκαν από τον Βενετό κοσμογράφο Vincenzo Maria Coronelli (1650-1718), διάσημος για το τεράστιο μέγεθος των δημιουργιών του , όπως είναι οι σφαίρες κοντά στα 4 μέτρα σε διάμετρο που κατασκευάστηκαν για τον Louis XIV, βασιλιά της Γαλλίας, οι οποίες βρίσκονται στις συλλογές των Μεδίκων. Οι σφαίρες του Μουσείου του Γαλιλάιου ανήκουν σε σειρές φτιαγμένες από τον Coroneli στην κοσμογραφική ακαδημία degli Argonauti η οποία ιδρύθηκε από τον ίδιο στην Βενετία το 1684. Αυτές οι σφαίρες είναι μεσαίου και μικρού μεγέθους, (1 μέτρο , ή και 50 εκατοστά σε διάμετρο ). Το 1693 ο Coroneli περιέγραψε τις τεχνικές του για την κατασκευή των σφαιρών στο Epitome cosmografica. Γραμμένο στο χέρι ή εκτυπωμένο σε φύλλα χαρτί , που ονομάζονται gorres, ήταν κολλημένα σε μια τεράστια μπάλα φτιαγμένη από ξύλο, και τυλιγμένη με χαρτί και τελειωμένη με γύυψο. Τα 26 φύλλα χαρτί εμφανίζονται σε αυτό το δωμάτιο, (24 μισά gores και 2 Πολικά καλύμματα ) εκτυπώθηκαν τον 20ο αιώνα από γνήσιες πλάκες χαλκού και φυλάσσονται στην Εθνική Βιβλιοθήκη στο Παρίσι. Αυτές οι πλάκες ήταν προσχεδιασμένες για μια δεύτερη έκδοση (Παρίσι 1693), για την ουράνια σφαίρα του Coronelli.

Δωμάτιο 5 - Η επιστήμη της πλοήγησης Έχοντας παγιώσει την δύναμή τους όσον αφορά στην Τοσκάνη, οι Μέδικοι έστρεψαν το ενδιαφέρον τους στην θάλασσα, ελπίζοντας να κερδίσουν μία θέση στην πλοήγηση των ωκεανών και να βελτιώσουν το εμπόριο με την Ανατολή και τις Δυτικές Ινδίες. Αυτές οι φιλοδοξίες ευνόησαν αποτελεσματικά την ανάπτυξη της θαλάσσιας επιστήμης και κατάφεραν να κάνουν το Λιβόρνο στο Μεγάλο Δουκάτο ένα μεγάλο κέντρο της Μεσογείου. Ήταν εξοπλισμένο με οπλοστάσια, ναυπηγεία, ναυτικές σχολές και εργαστήρια, τα οποία παρήγαγαν ναυτικά όργανα και χαρτογράφους. Δωμάτιο 6 - Η επιστήμη του πολέμου Το 1599 ο Ferdinando ο πρώτος(1549-1609) μετακίνησε τα μαθηματικά όργανα απο το Palazzo Vecchio σε ένα δωμάτιο αφιερωμένο στην στρατιωτική αρχιτεκτονική στην Γκαλερί Uffizi. Η νέα αυτή έκθεση σαφώς γιόρταζε την επιστήμη του πολέμου, η οποία, με την διάδοση των πολυβόλων, είχε μετατρέψει το πεδίο της μάχης σε μια παράσταση γεωμετρικών μελετών. Τα ολμοβόλα υποχρέωσαν την μετατροπή της γεωμετρίας των φρουρίων. Επιπλέον, μία κατάλληλη γνώση του λόγου του βάρους και της ακτίνας των οβίδων ήταν πλέον απαραίτητη, για τη ακριβή μέτρηση και τις υπολογιστικές λειτουργίες. Οι στρατηγοί ήταν υποχρεωμένοι να γνωρίζουν βασικές μαθηματικές αρχές για την τέλεια διεύθυνση των στρατιωτικών αποστολών. Όπως δήλωσε ο Γαλιλαίος για τον ευγενή που παρακολουθούσε τα μαθήματα του πάνω στα μαθηματικά, ένας στρατιώτης πρέπει να έχει βασικές γνώσεις αριθμητικής, γεωμετρίας, χωρομέτρησης, προοπτικής, μηχανικής και στρατιωτικής αρχιτεκτονικής.

Το καλοκαίρι του 1609, σημειώνεται η αρχή της επαναστατικής, τηλεσκοπικής εξερεύνησης των ουρανών , που οδήγησε σε εντυπωσιακές ανακαλύψεις του Galileo Galilei (1564-1642): Η επιφάνεια του φεγγαριού φάνηκε να σχηματίζει ραβδώσεις από βουνά και κοιλάδες όπως στην Γη. Οι αστερισμοί παρουσιάζουν ένα πλήθος από αστέρια , το οποίο είναι αόρατο με γυμνό μάτι. Ο Δίας περιτριγυριζόταν από δορυφόρους ( τα αστέρια των Μεδίκων όπως έλεγε ο Γαλιλάιος ).H Αφροδίτη παρουσιάζει κυκλικές φάσεις όπως αυτές του φεγγαριού. Η επιφάνεια του Ηλίου ήταν παραμορφωμένη από σκουρόχρωμες κηλίδες. Ο Κρόνος παραδόξως , προεξείχε στις πλευρές. Αυτές οι αστρονομικές ανακαλύψεις προανήγγειλαν μια επανάσταση με σκοπό να καταρριφθεί η εικόνα του σύμπαντος που είχε επικρατήσει για δύο χιλιάδες χρόνια. Η βαθιά ταραχή αυτής της επανάστασης , προμηνύει πίστη για την προνομιούχο θέση του ανθρώπου στο σύμπαν, και ξυπνά τον βίαιο ανταγωνισμό, ο οποίος ήταν να αξιωθεί ο Γαλιλαίος ως θύμα.

Δωμάτιο 8- Η Ακαδημία del Cimento: Η τέχνη και η επιστήμη του πειραματισμού Ιδρύθηκε το 1657 από τους Grand Duke Ferdinando II (1610-1670) και Πρίγκηπα Leopoldo de’ Medici (1617-1675), η Ακαδημία del Cimento ήταν η πρώτη ευρωπαϊκη κοινωνία , αποκλειστικά αφιερωμένη στην επιστήμη , προηγμένη του ιδρύματος Royal Society στο Λονδίνο (1660) και την Ακαδημία Royale des Sciences στο Παρίσι (1666). Ακολουθώντας τα χνάρια του Γαλιλαίου, το Cimento διεξήγαγε πειράματα για να επαληθεύσει κάποιες αρχές της τέως φυσικής φιλοσοφίας , καθολικά αποδεκτές με βάση την αρχή του Αριστοτέλη. H Ακαδημία έδωσε τέλος στο έργο της το 1667 με την δημοσίευση του: ‘’Δοκίμια πάνω σε φυσικά πειράματα’’ , στο οποίο περιγράφοταν κάποιες από της δραστηριότητες της. Σημαντικά αποτελέσματα επιτεύχθηκαν από την Ακαδημία στη θερμομέτρηση, στη βαρομέτρηση και στην παρατήρηση του Κρόνου. Πολυάριθμα πειράματα είχαν σχεδιαστεί για την επαλήθευση της πιθανότητας να δημιουργηθεί κενό και για να παρατηρήσουν την επίδραση σε ζώα και αντικείμενα. Η Ακαδημία del Cimento έπαιξε σημαντικό ρόλο στην κατεδάφιση της παραδοσιακής πίστης ότι η φύση αποστρέφεται του κενού. Δωμάτιο 9 - Έπειτα Γαλιλαίου : Εξερευνώντας τον φυσικό και βιολογικό κόσμο Στο δεύτερο μισό του 17ου αιώνα, η μετεωρολογία αναπτύχθηκε με γρήγορο βήμα χάριν στην αυξανόμενα τελειοποιούμενη δημιουργία οργάνων για την μέτρηση θερμομετρικών, βαρομετρικών και υγρομετρικών τιμών. Η συστηματική χρήση των βελτιωμένων μικροσκοπίων απέδωσε σημαντικά αποτελέσματα στα πεδία της βιολογίας και της εντομολογίας. Την ίδια περίοδο τηλεσκόπια μεγαλύτερου μεγέθους και μεγαλύτερης οπτικής πολυπλοκότητας κατασκευάζονταν, οδηγώντας σε νέες μεγάλες αστρονομικές ανακαλύψεις.

Δωμάτιο 10 - Οι Συλλογές της Λωρραίνης Με τον θάνατο του Gian Gastone των Μεδίκων (1671-1737) , η οικογένεια Habsburg-Loraine έγιναν οι άρχοντες της Τοσκάνης. Mε την πρωτοβουλία του Grand Duke Peter Leopold (1747-1792),οι επιστημονικές συλλογές αναδιατάχθηκαν. Το 1976 μεταφέρθηκαν από την γκαλερί Ufizzi στο Palazzo Torrigiani, στο κτίριο του αυτοκρατορικού και νοματαγούς μουσείου Φυσικής και φυσικής Ιστορίας (το σημερινό μουσείο ‘’La Specola’’) που εγκαινιάστηκε το 1775. Εξοπλισμένο με εργαστήρια και συνεργεία , το Μουσείο σκηνοθετήθηκε από τον επιστήμονα Felice Fontana (1730-1805). Στην συλλογή από την κληρονομιά των Μεδίκων προστέθηκαν , με το πέρασμα του χρόνου, κατασκευάστηκαν συσκευές στα συνεργία του Μουσείου, όπως μηχανήματα ή τόρνοι , ποικίλα όργανα για την αναζήτηση στις φυσικές επιστήμες , κέρινα ανατομικά μοντέλα , πάγκοι εργασίας και ακριβά όργανα εισαγώμενα από το εξωτερικό. Το Μουσείο επίσης είχε ένα αστεροσκοπείο. Διευθυντής του ήταν ο αστρονόμος και διοπτροτέχνης Giovanni Battista Amici (1786-1863). Το 1841 υπό την διεύθυνση του Vincenzo Antinori (1792- 1865) , το σημαντικότερο μέρος της συλλογής παρουσιάστηκε στο Galileo Tribune. Η συλλογή μεγάλωσε μέχρι το 1859 , όταν ο Grand Duke, Leopold II ο τελευταίος (1797-1870), έφυγε από την Τοσκάνη. Δωμάτιο 11 - Η επίδειξη της επιστήμης Τα θεαματικά αποτελέσματα ήταν ένα τυπικό χαρακτηριστικό πολλών πτυχών της επιστήμης του 18ου αιώνα. Η υψηλή κοινωνία της τότε εποχής , ήταν άπληστη για την καινοτομία και την ψυχαγωγία, αλλά ήταν γοητευμένη από τα φαινόμενα της πειραματικής φυσικής. Στα σαλόνια και τα δικαστήρια οι νόμοι της φύσης φαίνεται πως ήταν από πλανόδιους λέκτορες οι οποίοι διδάχθηκαν την επιστήμη μέσω θεαματικών πειραματικών διαδηλώσεων. Χρησιμοποιώντας αέρα αντλίες, πλανητάρια, ηλιακά μικροσκόπια και μηχανήματα για τη μελέτη των επιπτώσεων, προσέφεραν μαθήματα στη φυσική που απέφευγαν ι τη δυσνόητη γλώσσα των μαθηματικών. Οι διαλέξεις τους, συχνά παρουσιάζονται σαν θεατρικές παραστάσεις, όμως ήταν πραγματικές κοινωνικές εκδηλώσεις. Κατά τη διάρκεια του 18ου αιώνα οι προσφάτως ανακαλυφθέντες ηλεκτροστατικές μηχανές χρησιμοποιήθηκαν ως διασκέδαση σε "Ηλεκτρική βραδιές," όπου οι διαδηλωτές ανέβασαν θεαματικές παραστάσεις κατά τη διάρκεια των οποίων οι κυρίες και οι κύριοι που βρίσκονταν εκεί πειραματιστήκαν στα τα δικά τους όργανα, με τα φαινόμενα της ηλεκτρική έλξης, την άπωση, τινάγματα και σπίθες.

Δωμάτιο 12 - Διδασκαλία και διάδοση επιστήμης : Μηχανική Τον 18ο αιώνα, η πολιτιστική μόδα για την παρουσίαση της επιστήμης , χάρη στα εντυπωσιακά πειράματα μεταξύ των ανώτερων τάξεων , τονώθηκε ί η ζήτηση για νέα εκπαιδευτικά όργανα. Περιέλαβαν μοντέλα απλών και σύνθετων μηχανών για να αποδείξουν τις πρακτικές εφαρμογές των επιστημονικών αρχών. Οι εκπαιδευτικές συσκευές συχνά προέρχονταν από ερευνητικά όργανα που είχε καταστεί άνευ αντικειμένου. Πολυάριθμες όργανα περιγράφονται τον 18ο αιώνα εξωπραγματικά , ιδιαίτερα ευφυή και αποτελεσματικά . Παρέμειναν σε χρήση στην επιστημονικά κοινωνικά συμβούλια με μερικές τροποποιήσεις, μέχρι τις πρώτες δεκαετίες του 20ου αιώνα. Τα όργανα στη συλλογή της Λωρραίνης είναι τέλεια αντίγραφα εκείνων που περιγράφονται στις πραγματείες διάσημων επιστημόνων του 18ου αιώνα και διαδηλωτών, όπως Willem του Ιακώβ Gravesande (1688-1742) στην Ολλανδία και τον Jean-Antoine Nollet (1700-1770) στη Γαλλία.

Δωμάτιο 13- Διδασκαλία και διάδοση της επιστήμης: Οπτική, Αερολογία, Ηλεκτρομαγνητισμός Κατά τον 19ο αιώνα , με την τεράστια ανάπτυξη του εκπαιδευτικού συστήματος, χάρη στην ίδρυση νέων σχολείων , πανεπιστημίων και πολυτεχνικών ιδρυμάτων , η ζήτηση για τα διδακτικά εργαλεία μεγάλωσε .Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις νέες ανάγκες και τα όργανα του 18ου αιώνα με μερικές τροποποιήσεις , και νέες συσκευές που αποδεικνύουν το γρήγορο ρυθμό για επιστημονικές ανακαλύψεις που γίνονται στον τομέα της ακουστικής , θερμολογία , οπτική και ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιήθηκαν .Ο κλάδος των εκπαιδευτικών οργάνων επεκτάθηκε γρήγορα , με κέντρα αριστείας στο Λονδίνο ,Παρίσι , και από τα τέλη του 19ου αιώνα , σε διάφορες Γερμανικές πόλεις . Στην Ιταλία η παραγωγή επιστημονικών εργαλείων για διδακτικούς σκοπούς ήταν περιορισμένη . Έτσι, οι Ιταλικές συλλογές ήταν εξοπλισμένες κυρίως με μέσα φτιαγμένα στο εξωτερικό. Δωμάτιο 14- Η ακρίβεια της βιομηχανίας των οργάνων Το 18ο και 19ο αιώνα η κατασκευή της ακρίβειας οργάνων για την αστρονομία , την τοπογραφία και την πλοήγηση συγκεντρώθηκε κυρίως στη Βρετανία , στη Γαλλία και στη Γερμανία . Η βρετανική εταιρεία κατασκευής οργάνων Jesse Ramsden (1735-1800) εφηύρε το πρώτο μηχάνημα για ακριβής διαχωρισμό βαθμολογημένων κλίμακων , ενώ στην Βαυαρία η εταιρεία Joseph von Fraunhofer (1787-1826) παρήγαγε το καλύτερο γυαλί οπτικής ποιότητας.Στην Ιταλία , μόνο ο Giovanni Battista Amici (1786-1863) ήταν σε θέση να σχεδιάσει τα αρχικά οπτικά όργανα , συμπεριλαμβανομένων εξαιρετικά μικροσκόπια που θα μπορούσαν να ανταγωνιστούν με την ξένη παραγωγή . Τα αστρονομικά παρατηρητήρια που ιδρύθηκαν στην Ιταλία , ξεκινώντας από τις πρώτες δεκαετίες του 18ου αιώνα , αξιοποιήθηκαν με συνεχείς βελτιώσεις σε όργανα τους. Το Παρατηρητήριο της Φλωρεντίας (1780-1789) , το οποίο προσαρτάται στο Μουσείο της Φυσικής και Φυσικής Ιστορίας , φιλοδοξώντας να ανταγωνιστεί με τα μεγάλα αστρονομικά κέντρα σε Greenwich και στο Παρίσι , ήταν εξοπλισμένο με κυρίως βρετανικά όργανα .

Δωμάτιο 15- Μέτρηση Φυσικών Φαινομένων: Ατμόσφαιρα και Φως Η επιβεβαίωση της πειραματική μεθόδου τον 17ο αιώνα και η ανάπτυξη νέων οργάνων αποτέλεσε σημαντική πρόοδο στην έρευνα των φυσικών διεργασιών , βοηθώντας να ανακαλυφθούν οι νόμοι και να παρουσιαστούν αθέατα (αόρατα) φαινόμενα . Το βαρόμετρο χρησιμοποιήθηκε για να αποκαλύψουν τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης και για τη μέτρηση διακυμάνσεων που προκαλούνται από τις αλλαγές του καιρού. Το βαθμολογημένο θερμόμετρο χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της θερμοκρασίας αντικειμενικά και ποτέ ακριβέστερα. Το μικροσκόπιο και το τηλεσκόπιο σε πολύ μεγάλο βαθμό ενίσχυσαν τις εξουσίες της όρασης , αποκαλύπτοντας μέχρι τώρα άγνωστα φαινόμενα του μικρόκοσμου και μακρόκοσμου. Τέλος , ο συνδυασμός των φακών , των πρισμάτων και των καθρεφτών οδήγησε στην πρόοδο της επιστήμης των οπτικών . Δωμάτιο 16- Μέτρηση Φυσικών Φαινομένων: Ηλεκτρισμός και Ηλεκτρομαγνητισμός Τον 18ο αιώνα, εφευρέθηκαν νέα όργανα , όχι μόνο για την παρατήρηση της φύσης , αλλά και για να ενεργούν σε αυτή , καθώς και να δημιουργούν νέα φαινόμενα . Αεραντλίες χρησιμοποιήθηκαν για να μελετηθούν οι επιδράσεις στο κενό, Ηλεκτροστατικές μηχανές δημιούργησαν ηλεκτροπληξία προσελκύοντας τεράστιο ενδιαφέρον και άνοιξαν νέες προοπτικές στην επιστημονική έρευνα . Το 1800 η εφεύρεση της ηλεκτρικής μπαταρία προανήγγειλε την ηλικία της ηλεκτροδυναμικής και ηλεκτροχημείας. Μέσα σε λίγες δεκαετίες , η μελέτη του ηλεκτρικού ρεύματος και τα αποτελέσματά του οδήγησαν σε κρίσιμη ανακαλύψεις , δίνοντας ζωή στον ηλεκτρομαγνητισμό , των οποίων οι πρακτικές εφαρμογές αποτέλεσαν έναυσμα για μια νέα βιομηχανική επανάσταση .

Δωμάτιο 17- Χημεία και η δημόσια χρησιμότητα της επιστήμης Από το δεύτερο μισό του 15ου αιώνα , το Medici Δικαστήριο είχε προσελκύσει πολλούς αλχημιστές στη Φλωρεντία . Πολύ λίγα όργανα από την τεράστια συλλογή Μεδίκων αλχημιστών έχουν επιζήσει . Αναμεταξύ τους , μερικά γυάλινα δοχεία που χρησιμοποιούνται από την Accademia del Cimento (1657-1667) , και το μεγάλο καυστικό φακό δωρήθηκαν το 1697 στο Cosimo III ( 1642-1723 ) για να πειραματιστούν με τις επιπτώσεις της καύσης σχετικά με πολύτιμους λίθους στη συλλογή του μεγάλου Δουκάτου. Πολύ καλύτερα τεκμηριωμένη είναι η συλλογή Lorraine της φαρμακευτικής χημείας - εμβληματικά εκπροσωπούμενη από τον «πίνακα των χημικών συγγενειών » όπου είναι κρεμασμένος στο φαρμακευτικό εργαστήριο του μεγάλου Δουκάτου, - και επιπλέον είναι καλύτερη βάση των συσκευών των θεωρητικών και πειραματικών της χημείας. Η ανακάλυψη του υδρογόνου και η μέθοδος για τον προσδιορισμό των ποσών οξυγόνου και άλλων αερίων στην ατμόσφαιρα ευνοεί την ανάπτυξη νέων οργάνων μέτρησης , όπως το ηλεκτρικό πιστόλι και τη λυχνία υδρογόνου του Alessandro Volta (1745-1827) , το evaerometro του Felice Fontana (1730-1805) , και το eudiometer της Marsilio Landriani ( 1751-1815 ).

Δωμάτιο 18- Η επιστήμη στο σπίτι Τον 18ο αιώνα , η μόδα για πειραματική επιστήμη μεταξύ των ανώτερων τάξεων δημιούργησε μια νέα αγορά για τους κατασκευαστές οργάνων , οι οποίοι , μαζί με ένα είδος κομματιών που παράγονται για συλλέκτες , εισήγαγε μια σειρά τυποποιημένων οργάνων, επιπλωμένα με αξεσουάρ, που συχνά πωλούνταν σε εργαλειοθήκες . Χημικά συνετεθeιμένα μικροσκόπια τηλεσκόπια αντανάκλασης και ηλεκτροστατικές μηχανές συνήθως χρησιμοποιούνται από τις πλούσιες τάξεις για πολιτιστική ψυχαγωγία και αυτο -μάθηση. Μερικά όργανα - υπέροχα τραπέζια ρολόγια , κομψές σφαίρες , όμορφα διακοσμημένα βαρόμετρα και θερμόμετρα - έγιναν επίπλωση ,καθώς εμφανίζονται μαζί με πολύτιμα στολίδια όπως ήταν τα σύμβολα της μεγάλης πολιτιστικής και κοινωνικής κατάστασης . Μερικά εξωφρενικά αντικείμενα , όπως τηλεσκόπια για τις κυρίες εξοπλισμένα με ελεφαντόδοντο, καλλυντικά κουτιά και τηλεσκόπια για συνάδελφους που μεταμφιέζονται ως μπαστούνια , θα μπορούσαν επίσης να να βρεθούν ί στα σπίτια της ανώτερης τάξης .

Polyhedral Dial 16ος έκτος αιώνας, Φλωρεντία Ύψος: 170mm Αυτό είναι ένα όργανο σε σχήμα ενός πολυέδρου. Διαθέτει 14 στολισμένες έδρες στις οποίες είναι ζωγραφισμένες οι γραμμές του χρόνου και τοποθετημένοι οι γνώμονές τους. Ο χρόνος διαβάζεται ουσιαστικά από τις σκιές που αφήνουν οι γνώμονες πάνω στις γραμμές του. Ο αστρολάβος είναι ένα ιστορικό αστρονομικό όργανο το οποίο χρησιμοποιούσαν οι ναυτικοί και οι αστρονόμοι για την ναυσιπλοΐα και την παρατήρηση του Ήλιου και των αστεριών. Ο αστρολάβος αποτελείται από έναν δίσκο, που το εξωτερικό του πλαίσιο υποδιαιρείται σε μοίρες, και σε έναν κανόνα (γωνιόμετρο) που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του. Πάνω στον δίσκο υπάρχει μια χαραγμένη ακτίνα που καταλήγει στα αντιδιαμετρικά σημεία του 0 των μετρήσεων. Για να μετρήσουν την γωνία μεταξύ δυο αστεριών, τοποθετούσαν με σκόπευση το ένα πάνω στον κανόνα και έστρεφαν τον δίσκο με την ακτίνα ώσπου να συναντήσει το άλλο αστέρι, η γωνία ήταν αυτή που εμφανιζόταν μεταξύ του κανόνα και της ακτίνας.

The Galileo Section Το αποκορύφωμα αυτού του μέρους του μουσείου είναι δύο από τα αυθεντικά τηλεσκόπια του Γαλιλαίου. Αυτά τα εργαλεία φτιάχτηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από τον ίδιο και ήταν τα τηλεσκόπια με τα οποία ανακάλυψε τους δορυφόρους του Δία το 1610, τους οποίους ονόμασε και αστέρια των Μεδίκων προς τιμή των πατρόνων του. Η έκθεση επίσης διαθέτει αντίγραφα των τηλεσκοπίων, σε μια μορφή όπου μπορείς να δεις πώς είναι μέσα και πώς συνδέονται τα μέρη μεταξύ τους. Ένα πολύ ασυνήθιστο λείψανο: σε ένα βάζο - καμπάνα στο μουσείο μπορείς να δεις τον δείκτη του Γαλιλαίου,τον αντίχειρά του, όπως και ένα από τα δόντια του. Τα συγκεκριμένα μέρη του σώματός του δεν απομονώθηκαν όταν πέθανε, αλλά πολύ αργότερα, όταν το σώμα του μεταφέρθηκε στον Μνημειώδη τάφο όπου βρίσκεται μέχρι σήμερα, στην εκκλησία του Τίμιου σταυρού.

Ένα από τα πρώτα μικροσκόπια .

Η Σανίδα του Γαλιλαίου Το έργο Φυσική άρχισε με την μακρόστενη σανίδα του Ιταλού και με την καινοτόμο τότε ιδέα του για τον ρόλο του Χρόνου κατά την εξέλιξη των πραγμάτων. Η σανίδα ξύλινη, μακρόστενη, επτά περίπου μέτρα και με ένα αυλάκι ώστε να κυλάει μια μικρή αλλά βαριά μπίλια από ορείχαλκο. Κεκλιμένο επίπεδο είναι ο όρος που θα επικρατήσει αργότερα. Το φαινόμενο Στην άκρη του νήματος βρίσκεται η πρόθεση του να ερευνήσει το φαινόμενο πτώση κάθε σώματος προς το έδαφος. Μπορούσε εύκολα να διαπιστώνει το «εάν μια πέτρα βιάζεται να φθάσει στο έδαφος περισσότερο από μια σιδερένια μπάλα» αλλά εκείνος σκέφτηκε να ερευνήσει τη μορφή της κατακόρυφης αυτής κίνησης για κάθε αντικείμενο και η ιδέα «να μετρά τον χρόνο» έκανε την εμφάνισή της. Η πτώση όμως ήταν και είναι μια κίνηση τρομακτικά «βιαστική». Οποιαδήποτε πέτρα αφήσει κανείς από το χέρι του, ακόμα κι αν το ύψος είναι δύο μέτρα, «εκείνη» θα προσγειωθεί στο έδαφος σε έξι δέκατα του δευτερολέπτου. Με ποιο τρόπο θα μπορούσε εκείνος να ερευνήσει το «πώς εξελίσσεται μέσα στον ελάχιστο αυτό χρόνο» το φαινόμενο ; Μπορούσε βέβαια να διακρίνει άμεσα, βασιζόμενος στην όραση, ότι, καθώς το σώμα κινείται βιαστικά προς το έδαφος, η θέση του αλλάζει, όπως επίσης το ότι αυξάνεται και ο ρυθμός μεταβολής της θέσης – πρώτη παράγωγο της θέσης θα το λένε αργότερα οι μαθηματικοί, οι φυσικοί το λένε ταχύτητα – ήταν όμως το ακόμα πιο δύσκολο ερώτημα «τι συμβαίνει, σε κάθε χρονική στιγμή, με τον χρονικό ρυθμό μεταβολής της ταχύτητας – δεύτερη παράγωγο της θέσης θα το λένε μετά από έναν αιώνα οι μαθηματικοί, εκείνος το είπε επιτάχυνση. Μήπως το μυστικό της πτώσης ήταν ότι κατά την εξέλιξή της, ο ρυθμός αυτός είναι χρονικά αναλλοίωτος ή μήπως έπρεπε να ελέγξει τον ρυθμό μεταβολής του ρυθμού μεταβολής της ταχύτητας – τρίτη παράγωγο της θέσης το λένε σήμερα οι μαθηματικοί . Ή μήπως κάτι ακόμα πιο σύνθετο ; Το να ερευνήσει τέτοιες εξελίξεις μέσα σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, χωρις να διαθέτει κάποιο χρονόμετρο ήταν στα όρια του ανέφικτου. Μπροστά στο κατ’ αρχήν ανέφικτο η σκέψη του Γαλιλαίου λειτούργησε εντυπωσιακά.

Τα μεγάλα προβλήματα πριν από το πείραμα Το πρώτο μεγάλο πρόβλημα ήταν η εδραιωμένη πεποίθηση ότι ο ρυθμός πτώσης κάθε σώματος είναι ανάλογος προς το βάρος του. Το πρόβλημα ήταν δύσκολο να αντιμετωπιστεί διότι η άποψη αυτή με βασικό της στήριγμα το ότι είχε διατυπωθεί από τον Αριστοτέλη είχε αποκρυσταλλωθεί σε ένα είδος «αλήθειας». Την αντιμετώπισε, δείχνοντας, μέσα από ένα συλλογισμό, ότι η συγκεκριμένη άποψη ήταν αντιφατική. Υποθέτουμε ότι η βαρύτερη πέτρα είναι Β και μόνη της πέφτει με V, ενώ η λιγότερο βαριά είναι β και μόνη της πέφτει με υ. Εάν τις συνδέσουμε – δημιουργώντας ένα ακόμα βαρύτερο σώμα - ώστε να πέσουν μαζί , έτσω με ταχύτητα υ’ , το β θα έπρεπε να επιβραδύνει το Β, ενώ το Β θα έπρεπε να κάνει το β να πέφτει πιο γρήγορα. Με σύμβολα υ < υ’ < V. Ωστόσο το Β+β σώμα που δημιουργήθηκε είναι βαρύτερο από το Β και θα έπρεπε να πέφτει πιο γρήγορα από ότι το Β μόνο του. Με σύμβολα υ’ > V Ο συλλογισμός οδηγεί σε ασυνέπεια και η μόνος τρόπος για να αποφευχθεί είναι να ισχύει υ = υ’ = V. Ο συλλογισμός έδειχνε βάσιμος αλλά δεν αρκούσε για να ανατρέψει την εδραιωμένη αλήθεια. Ο Γαλιλαίος κατανόησε ότι όφειλε να ερευνήσει την εξέλιξη του φαινομένου από στιγμή σε στιγμή. Το δεύτερο μεγάλο πρόβλημα ήταν το αστραπιαίο της πτώσης . Το αντιμετώπισε με την ιδέα « κεκλιμένη σανίδα επτά μέτρων, αυλάκι και μπίλια» σε μια κίνηση την οποία θεώρησε ίδιας μορφής με την ελεύθερη πτώση . Εάν μπορούσε να διακρίνει κάτι σε αυτή την κίνηση και αυτό το κάτι ίσχυε για οποιαδήποτε γωνία κλίσης, η λογική του τον έπειθε ότι θα ίσχυε και για κλίση 90 μοιρών δηλαδή για κατακόρυφη κίνηση. Με την κεκλιμένη όμως σανίδα η κίνηση μιας μπίλιας δεν θα είχε το «αστραπιαίο μιας κατακόρυφης πτώσης», η σανίδα θα προκαλούσε μια πολύ πιο αργή κίνηση . Με σημερινές μετρήσεις ξέρουμε ότι για μια διαδρομή 6 μέτρων, εάν η κλίση της σανίδας είναι 20 μοίρες, ο χρόνος είναι κάτι λιγότερο από 2 δευτερόλεπτα, ενώ για 8 μοίρες είναι 3 περίπου δευτερόλεπτα. Τέσσερεις περίπου δεκαετίες αργοτερα θα καταγράψει και θα δημοσιεύσει την εμπειρία, - Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, 1638, Leynden- γράφοντας στα ιταλικά : Χρησιμοποιήσαμε μια ξύλινη σανίδα που είχε μήκος δώδεκα περίπου πήχεις , πλάτος μισό πήχυ και πάχος τρία δάκτυλα. Στην ακμή της ανοίχτηκε ένα αυλάκι με πλάτος λίγο μεγαλύτερο από ένα δάκτυλο. Αφού κάναμε αυτό το αυλάκι πολύ ίσιο, λείο και γυαλιστερό και το στρώσαμε με περγαμηνή, επίσης όσο πιο λεία και ομαλή γινόταν, αφήσαμε να κυλήσει μέσα του μια σκληρή λεία και πολύ στρογγυλή ορειχάλκινη μπάλα. Το τρίτο πρόβλημα ήταν η μέτρηση του χρόνου. Ακόμα όμως και στη κεκλιμένη σανίδα με το αυλάκι, η μπίλια κατέβαινε γρήγορα και τα χρονικά διαστήματα έπρεπε να μετρηθούν. Το αντιμετώπισε με την ιδέα «μέτρηση ποσοτήτων νερού». Γράφει στο Discorsi : Χρησιμοποιήσαμε ένα μεγάλο δοχείο με νερό τοποθετημένο ψηλά. Στον πυθμένα του κολλήσαμε ένα σωλήνα μικρής διαμέτρου που έδινε μια λεπτή ροή νερού, το οποίο μαζεύαμε σε ένα άλλο δοχείο στη διάρκεια κάθε καθόδου, είτε για ολόκληρο το μήκος της διαδρομής είτε για ένα μέρος αυτού του μήκους . Το νερό που μαζεύαμε με αυτόν τον τρόπο το ζυγίζαμε μετά από κάθε κάθοδο με μια ζυγαριά πολύ μεγάλης ακριβείας . Οι διαφορές και οι αναλογίες αυτών των βαρών μας έδιναν τις διαφορές και τις αναλογίες των χρόνων και αυτό με τέτοια ακρίβεια, ώστε αν και οι δοκιμές επαναλήφθηκαν αν και τις δοκιμές τις επαναλάβαμε πολλές, πολλές φορές, δεν υπήρχε αισθητή διαφορά στα αποτελέσματα.

Σε ένα παλιό του άρθρο – The Role of Mousic in Galileo’ s Experiment , Scientific American , 232, 1975- ο Drake υποστηριζει ότι ο Γαλιλαίος, γιος μουσικού αλλά και γνώστης της μουσικής, διέθετε την ικανότητα που έχει ενός μαέστρος κινώντας την μπαγκέτα του να διαιρεί τον χρόνο σε ισα διαστήματα χωρίς να σκέφτεται τα δευτερόλεπτα. Με βάση αυτό, υποθέτει ότι ο Γαλιλαίος πριν αφήσει τη μπίλια να κυλήσει στο κεκλιμένο επίπεδο κρατούσε έναν ρυθμό τραγουδώντας έναν απλό σκοπό. Πιστεύει ότι, αφού ανακάλυψε το «μυστικό», προχώρησε στις μετρήσεις με το υδροχρονόμετρο τις οποίες περιγράφει στο Discorsi. Το τέταρτο πρόβλημα ήταν οι λογικές διεργασίες που θα οδηγούσαν από τα δεδομένα στη διατύπωση κάποιου νόμου. Μετά από επανειλημμένες προσπάθειες, τα δεδομένα– αποστάσεις μετρημένες με χάρακα και αντίστοιχα χρονικά διαστήματα - ήταν πλέον μπροστά του και έπρεπε με τη σκέψη του να τα επεξεργαστεί. Ο Drake υποστηρίζει ότι αυτό που περιγράφει Discorsi είναι μια πειραματική επίδειξη η οποία επιβεβαιώνει τον νόμο και όχι οι προσπάθειες και οι δυσκολίες που αντιμετώπισε μέχρι να φθάσει εκεί. Ωστόσο μέσα από τα σημειωματάριά του αποκαλύπτονται οι δυσκολίες που αντιμετώπισε. Η «ανάκριση» στην οποία είχε υποβάλει τη Φύση – με ξύλινη σανίδα, ορειχάλκινες μπίλιες και νερό - ώστε να ομολογήσει το μυστικό της οποιασδήποτε πτώσης του είχε δώσει ποσότητες με αριθμούς και έπρεπε μέσα από τους αριθμούς – οι οποίοι δεν ήταν απόλυτα ακριβείς - να βρει τον δρόμο. Στo πρώτο χρονικό διάστημα – ας το πούμε t, θεωρώντας το μονάδα χρόνου – η μπίλια είχε μετακινηθεί κατά 33 μονάδες μήκους – ας το συμβολίσουμε με 33d - σε διάστημα 2t είχε συνολικά καλύψει 130d, σε 3t, σύμφωνα με τις μετρήσεις του, 298 d και σε χρονικό διάστημα 4t είχε μετακινηθεί κατά 526d . Τι σχέση μπορούσε να έχει το 33, το 130, το 298 και το 526 ; Ο Γαλιλαίος «έπαιξε» με διάφορους τρόπους τόσο με αυτούς τους αριθμούς όσο και με τα διαστήματα που φαινόταν να καλύπτει η μπίλια κατά τη διάρκεια κάθε διαδοχικής μονάδας χρόνου μέχρι να διακρίνει ότι, σύμφωνα με την Αριθμητική, το 130 είναι 3,93 φορές μεγαλύτερο από το 33, ότι το 298 είναι 9,03 φορές μεγαλύτερο από το 33 και ότι 526 = 15,93 . 33 . Τελικά στρογγυλοποίησε τους αριθμούς, στο σημειωματάριό του, και, χρησιμοποιώντας διαφορετικό μελάνι και πένα έγραψε σε μια στήλη τους ακέραιους . Στη θέση του 3,93 έγραψε 4 και στη θέση του 9,03 έγραψε τον ακέραιο 9 και στη θέση του 15,94 έγραψε τον ακέραιο 16. Αποδεχόμενος κάποια σφάλματα στις μετρήσεις, είχε βρει το κλειδί. Η απόσταση της μπίλιας από το σημείο που κάθε φορά αφηνόταν ήταν ανάλογη με το τετράγωνο του αντίστοιχου χρόνου. Τα μετά από το πείραμα Η εμπειρία οδήγησε και σε μια ακόμα ιδέα από την οποία «γεννήθηκε» μια καινούρια έννοια . Η ιδέα ήταν ότι «ένα αντικείμενο, θα μπορούσε, κατά την κίνησή του, να έχει, σε κάθε στιγμή, μια διαφορετική ταχύτητα και ότι θα μπορούσαμε να προτείνουμε μια καινούρια έννοια ικανή να περιγράφει τις αλλαγές της ταχύτητάς του». Ο Γαλιλαίος αρχικά σκέφτηκε ότι η καινούρια έννοια θα μπορούσε να περιγράφει το «πόσο αυξάνεται η ταχύτητα σε κάθε μονάδα μετατόπισης» αλλά τελικά κατέληξε στην επιλογή η καινούρια έννοια να περιγράφει το «πόσο αυξάνεται η ταχύτητα σε κάθε μονάδα χρόνου ». Η καινούρια έννοια θα πάρει το όνομα επιτάχυνση, αν και στα χρόνια που ακολούθησαν η έννοια διαμορφώθηκε σε κάτι ευρύτερο. Η εμπειρία «διαστήματα ανάλογα με τα τετράγωνα των χρόνων» μπορούσε πλέον να περιγραφεί και με την έννοια επιτάχυνση και να διατυπωθεί με το «κατά την εξέλιξη της κίνησης η επιτάχυνση διατηρείται σταθερή». Επαναλαμβάνοντας τους πειραματισμούς με άλλη μπίλια και με διαφορετικές γωνίες της σανίδας με το έδαφος διαπίστωνε πως όταν μεγάλωνε τη γωνία η μπίλια κατηφόριζε πιο γρήγορα, όσο ανύψωνε τη σανίδα η επιτάχυνση γινόταν μεγαλύτερη αλλά κατά την εξέλιξη της κίνησης σταθερή και ότι ο κανόνας «διαστήματα ανάλογα με το τετράγωνο του χρόνου» ήταν πάντα ίδιος .

Η συλλογή των Μεδίκων Ένα από τα πιο εντυπωσικά εκθέματα στο μουσείο του Γαλιλαίου είναι μία πελώρια αναπαράσταση του σύμπαντος, όπως πίστευε πως ήταν τον 16ο αι. Ονομάζεται “Armillary Sphere” και αναπαριστά μία θέα του κόσμου με την γη ως κέντρο του. Χτιζόταν για περισσότερο από πέντε χρόνια. Είναι φτιαγμένη από χρυσό και μετά καλυμμένη από φύλλα χρυσού. Η συλλογή της Λωραίνης Περιέχει κυρίως εργαλεία και όργανα για καθημερινή χρήση.