La macchina del moto perpetuo, un sogno impossibile

Mi sembrava una buona idea: progettare una macchina che reinvestisse in sé stessa l'energia prodotta per continuare a muoversi, in modo che una volta avviata funzionasse all'infinito, fornendo energia gratuita per sempre. Tuttavia, anche nei tempi antichi c'erano menti illuminate che avvertivano una trappola, anche se non riuscivano a individuarla. Nel XIX secolo la termodinamica aveva spiegato perché il moto perpetuo, o perpetuum mobile, è semplicemente un’impossibilità fisica, incompatibile con le leggi della natura.

A metà del XII secolo, il grande matematico e astronomo indiano Bhāskara II progettò una ruota con raggi ricurvi parzialmente riempiti di mercurio. Mentre la ruota girava, il mercurio si spostava da un'estremità all'altra dei raggi, mantenendo la ruota in costante movimento poiché un lato più pesante trascinava l'altro lato più leggero. La ruota di Bhāskara, un progetto ipotetico, è spesso citata come il primo caso documentato di macchina a moto perpetuo, sebbene il suo progetto fosse in realtà una modifica di uno precedente descritto nel settimo secolo, e alcuni autori collocano la prima idea del genere in Occidente in il I secolo d.C.

Come ha scritto lo storico Lynn Townsend White Jr., in India il concetto di moto perpetuo “era in sintonia con, e probabilmente era radicato, nella credenza indù nella natura ciclica e autorinnovante di tutte le cose”. In Occidente, quando l’idea cominciò a prendere slancio nel XIII secolo – epoca anche dei primi scritti arabi sull’argomento – l’ispirazione era un ibrido tra il divino e l’umano: poiché Dio aveva realizzato il moto perpetuo dei corpi celesti , perché non provare a scoprire e sfruttare il segreto? In Occidente il primo disegno è attribuito al francese Villard de Honnecourt, la cui opera è conosciuta solo da un libro di disegni in cui, intorno al 1230, raffigurò una ruota simile nel principio a quella di Bhāskara, ma sostituendo il mercurio con pesi , un tema ricorrente nelle versioni successive.

Nei secoli successivi furono fatti molti tentativi con ruote, orologi, sfere magnetiche, viti di Archimede, mulini a vento, mulini ad acqua... Leonardo da Vinci dubitava della fattibilità del moto continuo, ma produsse diversi progetti di sistemi idraulici e ruote a sfere, arrivando alla conclusione che l'idea non poteva funzionare; in un suo scritto esclamò con disprezzo che i promotori di queste macchine e dei loro “vani disegni” dovevano andare a fare compagnia ai “cercatori d'oro”, gli alchimisti. Galileo, dal canto suo, non lavorò sull'idea, ma i suoi appunti rivelano che non credeva al concetto perché intuiva che violava le leggi della natura.

Tuttavia, l’idea del perpetuum mobile sedusse scienziati famosi come Robert Boyle – con la sua “fiaschetta che si riempie automaticamente” – Johann Bernoulli e persino Nikola Tesla. Nel corso dei secoli XVII e XVIII, inventori come Robert Fludd e Johann Bessler “Orffyreus”, tra molti altri, costruirono progetti intelligenti per macchine che potevano funzionare a lungo, ma non per sempre. Nel 1775, l'Accademia francese delle Scienze smise di accettare proposte per tali macchine a causa dei fallimenti. Ci furono anche frodi clamorose; nel 1812, l'americano Charles Redheffer ne approfittò esibendo un generatore perpetuo in grado di alimentare altre macchine. Robert Fulton, a cui viene attribuito il merito di aver sviluppato il primo battello a vapore, smascherò la bufala: da una stanza al piano superiore, un vecchio azionava una manovella collegata a una corda nascosta.

Fu solo nella seconda metà del XIX secolo che le leggi della termodinamica, frutto del lavoro congiunto di diversi scienziati, misero il chiodo nella bara di queste macchine. Secondo la prima legge, l’energia di un sistema isolato è costante – non viene né creata né distrutta – quindi non è possibile estrarre da un sistema più di quanto ne consuma senza input aggiuntivi. Secondo la seconda legge l’entropia aumenta sempre; l'energia viene persa sotto forma di calore attraverso l'attrito e altri fenomeni. Il perpetuum mobile viola la prima legge della termodinamica (movimento perpetuo del primo tipo, che non richiede energia esterna) o la seconda legge (movimento perpetuo del secondo tipo, che converte tutto il calore in energia meccanica o elettrica utilizzabile), o entrambi. Ma queste sono leggi inviolabili.