GIORGI, Giovanni
GIORGI, Giovanni
Nacque a Lucca il 27 nov. 1871 da Giorgio, eminente giurista, e da Elisabetta Pia Cupello.
In seguito ai trasferimenti della famiglia connessi alla professione paterna, il giovane G. frequentò la scuola elementare a Napoli, passò dal ginnasio di Palermo al liceo Umberto I di Roma e qui si iscrisse, a 16 anni, all'Università di Roma, dove fu allievo, tra gli altri, di E. Beltrami e L. Cremona. Nel 1893 si laureò con il massimo dei voti in ingegneria civile, avendo svolto come tesi il progetto della ferrovia elettrica Napoli-Cuma.
Con la laurea ebbe inizio una multiforme attività nella quale egli affrontò gli argomenti scientifici e tecnici più vari.
Il G. fu gerente della Società Giorgi-Arabia & C. (1897-1906) e della Società meridionale Lahmeyer di elettricità (1900-05); dal 1906 al 1921 fu direttore dell'ufficio tecnologico del Comune di Roma.
Libero docente di elettrotecnica dal 1903, nel 1908 il G. fu dichiarato idoneo, ex aequo col primo vincitore, nel concorso per la cattedra di elettrotecnica a Palermo. Poi tenne corsi di matematica-fisica all'istituto fisico dell'Università di Roma e dal 1912 al 1914 fu professore ordinario di meccanica razionale superiore alla Scuola superiore di costruzioni aeronautiche di Roma e di analisi superiore nella stessa Università. Dal 1926 al 1939 si dedicò quasi completamente alla ricerca scientifica e all'insegnamento universitario: fu ordinario di fisica matematica e di meccanica razionale a Cagliari (1926-29) e a Palermo (1929-34); infine di trasmissioni e misure telegrafiche e telefoniche e di comunicazioni elettriche a Roma (1934-40).
Dedicatosi con impegno allo studio della metrologia elettrica, pubblicò i primi risultati della sua ricerca nel breve saggio The foundations of electric science, in The Electrician, XXXIV (1895), pp. 741 s. Le sue conclusioni più mature vennero successivamente esposte nella comunicazione al congresso di elettrotecnica, svoltosi a Roma nel 1901 e pubblicate negli Atti dell'Associazione elettrotecnica italiana, V (1902), pp. 402-418, con il titolo Unità razionali di elettromagnetismo. Si tratta di un contributo di grande originalità, che impose il G. all'attenzione della scienza internazionale.
Nelle sue linee essenziali il contributo del G. è consistito nell'introduzione di una quarta unità fondamentale di natura elettromagnetica, accanto alle tradizionali tre unità meccaniche. In questo modo l'opera del G. realizza i vantaggi di confermare l'uso inalterato delle unità elettriche pratiche, di ridurre al minimo le modifiche alle definizioni esistenti e di costituire in definitiva un sistema quaternario "m, kg, s, unità elettrica", al tempo stesso pratico e assoluto, rispettando il sistema metrico decimale e i campioni depositati a Sèvres. Successivamente la scelta dell'unità cadde sull'ampere. Come conseguenza del sistema Giorgi vennero assegnati valori fisici alla costante dielettrica e alla permeabilità magnetica del vuoto, che nel sistema maxwelliano erano numeri puri di valore unitario.
Nonostante il pronto riconoscimento e il forte appoggio di S.Ph. Thompson in Gran Bretagna, di F. Emde in Germania, poi di G.A. Campbell negli Stati Uniti e più tardi di numerosi altri, fra cui A. Sommerfeld, passarono più di trent'anni prima che la Commissione elettrotecnica internazionale, nella riunione di Scheveningen del 1935, proclamasse il "sistema Giorgi", che venne riconfermato a Torquay nel 1938. Si deve osservare che il sistema quadridimensionale, a conferma della sua vitalità, è stato ulteriormente esteso con l'aggiunta di altre unità fondamentali.
I contributi del G. in elettrotecnica sono inscindibili dalle sue ricerche di fisica matematica e di metrologia, come è provato dall'analisi fondazionale moderna di quella disciplina. Nel 1905 il G. pubblicò a Firenze Il metodo unitario per lo studio ed il calcolo del macchinario elettrico rotante, che, pur ispirato prevalentemente a esigenze didattiche, può considerarsi il primo contributo sostanziale alla teoria unificata delle macchine elettriche, richiesta dalla tecnica del tempo. In questo lavoro egli riduce le configurazioni di quella che egli chiama dinamo tipica ad alcuni formalismi semplici e ricorsivi, con lo scopo di rendere più diretta la scrittura delle equazioni delle macchine rotanti.
Un contributo importante del G. in elettrotecnica, per il quale egli deve considerarsi il continuatore diretto dell'opera di Galileo Ferraris, è costituito dall'analisi fondazionale dell'elettrotecnica, presentata prevalentemente nelle Lezioni di fisica matematica (Roma 1927), basate su un approccio lagrangiano e sulla priorità nell'ordine espositivo della lettura circuitale rispetto a quella campistica.
Da fisico matematico fin dal 1903 aveva affrontato il problema del cosiddetto "sistema di riferimento Alfa", sostenendo che la dinamica moderna può farne a meno (cfr. Sul problema Alfa della dinamica, in Rendiconti della R. Accademia dei Lincei, classe di scienze fisiche, mat. e nat., XXI [1912], pp. 320-325).
Su questi argomenti si avvalse dei pareri e delle discussioni dei grandi matematici del tempo, fra cui V. Volterra, F. Enriques, G. Castelnuovo, T. Levi-Civita, R. Marcolongo e F. Severi; con Levi-Civita scambiò una fitta corrispondenza, oggi in parte consultabile presso l'Accademia dei Lincei. In particolare il G. fu in costante rapporto con A. Einstein, il cui primo articolo sulla relatività ristretta apparve nel 1905 e fu seguito, circa otto anni dopo, dal suo primo contributo alla relatività generale.
Sul tema di una possibile intuizione della massa gravitazionale dell'energia e quindi della luce, negli anni in cui Einstein sviluppava la sua teoria della relatività, il G. rivendicò una sua priorità affermata in una lettera del 1912 allo stesso Einstein (in G. Giorgi, La frantumazione dell'atomo. Come si pervenne a liberare l'energia subatomica e a produrre le esplosioni, Roma 1946).
Gli interessi del G. per i problemi sollevati dalla relatività einsteniana continuarono anche in seguito (cfr. Ether drift and relativity, in Nature, 25 luglio 1925, e Sulle esperienze di Miller, in Atti della Pontificia Accademia delle scienze, LXXVIII [1925], pp. 170-181). Il punto di vista del G. (Sulla separazione dello spazio e del tempo, nella geometria relativistica, ibid., pp. 96-103) era in generale che "la fisica dell'universo quale risulta dalla prima e dalla seconda teoria di Einstein, è molto meno discosta dall'intuizione e dalle concezioni filosofiche tradizionali di quanto potrebbe apparire a prima vista".
Il G., inoltre, affrontò il problema del metodo simbolico nelle correnti variabili, un argomento allora ben lungi da una soluzione completa e rigorosa. Va ricordato a questo proposito che lo studio dei regimi variabili nei conduttori e, in particolare, nei cavi era di grande interesse per le comunicazioni elettriche su portante fisico, di recente invenzione, e aveva trovato negli ultimi due decenni dell'Ottocento un geniale cultore in O. Heaviside.
Circa dieci anni dopo la ripresa delle pubblicazioni di Heaviside nei periodici inglesi (1891-93), il G. riaprì l'argomento e vi dedicò una serie di quattro memorie, nel 1904, 1905, 1924, 1928 (ora in G. Giorgi, Regimi variabili nei sistemi lineari. Transients in linear systems, Milano 1971). Ricordando dapprima sia il contributo dello stesso Heaviside, sia alcune memorie di A. Garbasso, il G. osservava che l'uso dei simboli introdotti dal primo si limita allo sviluppo di particolari applicazioni, mentre non è chiaramente dimostrato che il concetto di resistenza funzionale possa essere esteso a definire il comportamento elettrodinamico di un sistema qualsiasi. Egli si riprometteva dunque di conferire alla teoria degli operatori funzionali la rigorosa base matematica che appariva ancora mancante. Nella seconda memoria riprese la teoria dei detti operatori come simboli contenenti l'operazione di derivazione anche di ordine frazionario e sviluppò una teoria generale nella quale accanto all'interpretazione analitica è anticipata la descrizione algebrica, che ebbe seguito negli ultimi decenni del secolo XX a opera delle scuole polacca e giapponese. Nella terza memoria elaborò la teoria, ancora mancante, degli operatori funzionali, completando in modo più generale il metodo di calcolo su basi che anticipano l'analisi funzionale moderna. Infine nella quarta memoria studiò la propagazione delle perturbazioni lungo le linee semi-infinite.
In una breve nota del 1940 (A proposito di una recente pubblicazione sul calcolo operatorio, in L'Elettronica, XXVII [1940], pp. 528 s.) scriveva: "Al metodo delle trasformate di Laplace, preconizzato dal Doetsch per risolvere i problemi delle correnti variabili, si deve contrapporre quello italiano degli operatori funzionali. Lo scrivente, molti anni prima del Doetsch, ha fatto largo uso della trasformata di Laplace per dare un assetto più rigoroso al calcolo operatorio, ma non essendosi fermato alla detta trasformata ha dettato procedimenti agili e semplici di cui i nostri studiosi hanno già fatto estese applicazioni".
In tutto sono una decina le memorie da lui pubblicate sull'argomento e in esse si parla di una "scuola italiana", nella quale infatti hanno operato con successo numerosi ricercatori, tra cui A.M. Angelini, A. Asta, G. Cocci, L. Fantappié, A. Ghizzetti, D. Graffi, R. Sartori.
È di un certo interesse notare che il contributo specifico del G. è ampiamente citato nella fondamentale monografia di A. Blondel, L'évolution des méthodes de calcul des phénomènes transitoires (in Revue générale de l'électricité, 1937, pp. 227-271, 298-340, 579-598, 650) e nei lavori di J.R. Carson, Electric circuit theory and the operational calculus, New York-London 1926, e K.W. Wagner, Operatorenrechnung nebst Anwendungen in Physik und Technik, Leipzig 1940.
Oltre che nella didattica e nella ricerca, il G. fu impegnato in attività professionali e in incarichi istituzionali. Come direttore (1906-21) dell'Ufficio tecnologico del Comune di Roma, potenziò tutti i servizi, fra cui quello dei trasporti urbani, e risanò il bilancio, pur adottando tariffe assai inferiori a quelle vigenti. Alla fine della gestione, nel 1923, l'insieme delle cinque divisioni dipendenti dal suo servizio raggiunse il consistente attivo di circa sei milioni l'anno.
Collaborò al riordino della rete tranviaria di Roma e alla costruzione della ferrovia elettrica Castelraimondo-Camerino (in seguito soppressa): le innovazioni introdotte erano peraltro di tale interesse da attrarre, negli Stati Uniti, l'attenzione del Comune di Detroit, che gli richiese una specifica consulenza. Il sistema di trazione a elettrovapore Giorgi-Collo-Ferrero, da lui brevettato, venne preso in considerazione nel 1910 per le ferrovie russe e la Duma votò una legge per la sua graduale estensione alla linea Mosca-San Pietroburgo-Odessa (i lavori, già iniziati, vennero interrotti a causa della prima guerra mondiale).
Idee e progetti pionieristici furono applicati dal G. nel campo della produzione idroelettrica, in particolare nel coordinamento degli impianti a serbatoio con quelli ad acqua fluente e con gli impianti termoelettrici. In tal modo, terminata la guerra progettò, in collaborazione, un impianto di oltre 70 MW sul fiume Isonzo.
Quanto alla distribuzione dell'energia elettrica, egli ideò sistemi innovativi: la rete secondaria trifase con neutro, da lui introdotta per la prima volta nel Comune di Roma, fu adottata anche a New York. Nel 1913, come membro di una specifica commissione del ministero delle Poste e Telegrafi sui sistemi telefonici, indusse l'amministrazione a programmare l'automatizzazione integrale della rete. Risolse anche il problema dei limitatori di corrente senza interruzione del circuito, brevettati e costruiti fra il 1920 e il 1924.
Tra gli altri campi di ricerca, il G. si occupò dei fondamenti della geometria e a essi dedicò tre interessanti conferenze di carattere storico-critico, destinate all'aggiornamento degli insegnanti di matematica delle scuole secondarie (Sui fondamenti della geometria. Tre conferenze al Seminario matematico di Roma, in Bollettino della Mathesis, IV [1912], pp. 29-44, 45-95, 105-119). Dimostrando particolare sensibilità e competenza nel campo dei fondamenti della matematica, il G. passava dapprima in rassegna le basi della definitiva sistemazione della geometria come sistema ipotetico-deduttivo; analizzava poi la geometria come "geometria fisica", come "geometria psichica" e come "geometria astratta". Nella terza conferenza, esponeva molti problemi fondamentali che trovarono poi in anni più recenti esauriente sistemazione negli sviluppi della topologia, dell'algebra e della moderna teoria dei gruppi di trasformazioni.
Di particolare interesse, ancora, una serie di cinque articoli di alta divulgazione, comparsi fra il 1939 e il 1940, sulla nozione del tempo dall'antichità a oggi, che rivelano, oltre a un profondo spirito critico, una vastissima cultura storica (La nozione e la misura del tempo nella scienza antica, in L'Energia elettrica, XVI [1939], pp. 230-306; La nozione e la misura del tempo dal secolo decimottavo al secolo decimonono, ibid., pp. 701-704; La nozione e la misura del tempo, dalla fine del secolo decimonono ai giorni nostri, ibid., pp. 739-798; La nozione del tempo secondo i dati della scienza attuale, ibid., XVII [1940], pp. 57-60).
La produzione del G. si caratterizza per l'impegno di chiarezza e di efficacia didattica, anche nell'espressione linguistica molto accurata e scorrevole, di tradizione toscana, come si osserva nei numerosi scritti di alta divulgazione, quali le voci da lui compilate per l'Enciclopedia Italiana (28, di cui più della metà di argomento elettrico, tra cui, di particolare rilievo: Elettricità, Elettromagnetismo, Unità, Dimensioni; ma cfr. anche quelle che hanno per oggetto cromatica, fisica, fisica-matematica, ingegneria, meccanica, meccanica razionale, storia della fisica). Il G. vi trattava le teorie macroscopiche e microscopiche dell'elettromagnetismo classico e dei suoi sviluppi relativistici, soffermandosi sui sistemi di unità e sulla teoria delle dimensioni delle grandezze elettriche e meccaniche.
Il G. continuò a insegnare anche dopo il pensionamento (1940) sia in incontri privati, sia in corsi di perfezionamento universitario. Anche negli ultimi anni si occupò di vari argomenti in forma monografica, in particolare in scritti di carattere didattico, fino alla morte che lo colse improvvisamente a Castiglioncello, presso Livorno, il 19 ag. 1950.
Il G. ebbe numerosi riconoscimenti: nel 1903 il premio dell'Associazione elettrotecnica italiana (AEI) e vinse due volte (1904 e 1937) il premio Kramer del R. Istituto lombardo di scienze e lettere; nel 1934, uno dei due premi Rignano nel concorso internazionale per uno studio sull'evoluzione della nozione di tempo; nel 1935, la medaglia Jona per l'elettrotecnica e il premio della Fondazione politecnica italiana. Fra le posizioni di maggiore prestigio, si ricorda che il G. fu membro effettivo della International Electrotechnical Association di Londra dal 1902; membro dal 1926 della Pontificia Accademia delle scienze; socio nazionale (1927) dell'Accademia dei Lincei; socio corrispondente dell'Istituto nazionale romeno per l'energia dal 1935; membro delle delegazioni italiane ai convegni della Commissione elettrotecnica internazionale di Scheveningen (1935) e Torquay (1938); socio corrispondente dell'Accademia delle scienze del Perù dal 1939; presidente della Commissione per il riordinamento delle reti telegrafiche e telefoniche (1945-48); fu presidente dell'AEI e della Commissione elettrotecnica internazionale. Infine, nel 1947 fu capo della missione italiana inviata negli Stati Uniti per investigazioni sulla tecnica telefonica interurbana e da ultimo rappresentante dell'Italia alle manifestazioni per la ricorrenza bicentenaria della Princeton University.
Fonti e Bibl.: Un elenco delle principali pubblicazioni del G. fu da lui pubblicato nel suo libro Verso l'elettrotecnica moderna. Richiami e contributi, Milano 1949, pp. 343-355; una bibliografia più completa in A. Signorini, Commemorazione del socio G. G., in Accademia dei Lincei. Rendiconti, classe di scienze fisiche, matem. e naturali, XVI (1951), pp. 416-423. Vedi inoltre: L. Lombardi, G. G., in Alta Frequenza, XX (1951), p. 48; B. Focaccia, G. G., in L'Elettricista, XXXVIII (1951), pp. 214-218; G. G. and his contribution to electrical metrology. Proceedings of the meeting held in Turin… 1988, a cura di C. Egidi, Torino 1990 (in particolare A.M. Angelini, G. G. le savant et son oeuvre, pp. 19-26, e J. de Bor, G. and the international system of units, pp. 33-40); C. Egidi, Gli elettrotecnici italiani tra i due secoli, in Giornale di fisica, XXXV (1994), pp. 23-58; Enc. Italiana, App. I, p. 674.