帕西诺蒂基金,比萨乐器博物馆的科学与创新遗产


帕西诺蒂基金(Pacinotti Fund)是一个历史悠久的科学仪器收藏馆,对于物理学和技术研究来说是一笔不可估量的财富。我们将了解它的历史、重要性以及它在比萨大学物理仪器博物馆中发挥的作用。

比萨大学 科学仪器 博物馆(Museo degli Strumenti di Fisica)是意大利保存和研究科学与物理学历史的最负盛名的机构之一。这里保存着一个独一无二的珍贵藏品:Pacinotti 基金,这是一个历史科学仪器收藏馆,是了解物理学和技术演变的基本参考点。这些藏品是以比萨工程师兼物理学家安东尼奥-帕西诺蒂Antonio Pacinotti,比萨,1841 - 1912 年)的名字命名的,他的发现和对科学教育的承诺在科学史上留下了不可磨灭的印记。

帕西诺蒂于 1841 年出生于比萨,年轻时就因其智力天赋而出类拔萃,1861 年,年仅 20 岁的他就毕业于比萨大学应用数学系。他的职业生涯以对电力及其应用的浓厚兴趣为标志,而这一学科在当时的国际科学界正崭露头角。帕西诺蒂与当时的其他科学家一起,为 电力理论和应用的发展做出了巨大贡献,但人们记住他的主要原因是他的直流电机的完善,这项发明预示着未来的发电技术。

事实上,帕西诺蒂创造了后来成为动力机的最初版本之一,这种发电机将彻底改变世界技术。他的发明极大地推动了电气技术在欧洲的传播,标志着一个新工业时代的开始。除其他外,帕西诺蒂的机器是最早能够高效、稳定地产生连续电流的机器之一。他的发电机 被认为是历史上第一台能够发电的机器:与电池和电池组相比,这是一个重要的发展,在 1859 年(帕西诺蒂年仅 18 岁)之前,电池和电池组是唯一的发电手段。

比萨,物理仪器博物馆
比萨,金融工具博物馆
物理仪器博物馆展品
燃料装置博物馆的装置

帕西诺蒂基金:科学仪器的历史收藏

比萨大学物理仪器博物馆的帕西诺蒂基金 是一个科学物品收藏馆,见证了物理学及其应用的发展历程。这些藏品中不乏具有重要历史和科学价值的仪器,其中许多还是帕西诺蒂本人在实验和发现过程中使用过的。

藏品包括各种科学设备,包括实验室仪器、电磁学实验仪器以及代表帕西诺蒂及其同时代人研究成果的机器。每件仪器都讲述了一个故事,一个标志着思想和技术发展的科学研究故事。

藏品主要包括与电磁学和力学有关的仪器,帕西诺蒂在这些研究领域取得了重要进展。藏品中最重要的是各种磁铁、线圈、电流产生装置,以及用于测量电压、电流和电阻等物理现象的精密仪器。每件仪器都是 19 世纪物理学进步的具体见证,这一时期经历了从自然哲学理论到科学发现的实际应用的转变。

除此之外,帕西诺蒂基金还收藏了许多科学出版物、书信和文件,记录了这位皮桑物理学家的生活和工作,以及他与其他学者的关系和他对后世的影响。这些文件(其中一些以前未曾出版)是历史研究的宝贵资料,有助于深入了解当时的科学背景以及帕西诺蒂对现代物理学发展的贡献。

贾科莫-巴拉,《安东尼奥-帕西诺蒂肖像》(1930 年代中期;比萨,大学)
贾科莫-巴拉,安东尼奥-帕西诺蒂肖像(1930 年代中期;比萨大学)

在帕西诺蒂基金中可以找到哪些仪器

基金中最有趣的仪器是帕西诺蒂的圆环:科学家用它们进行了首次技术测试,最终创造出了环形电磁机,又称 “横向磁铁 ”机。另一个重要装置是帕西诺蒂的马基内塔,发明者曾因参加第二次独立战争而短暂中断该项目,后于 1860 年制造完成。尽管中断了,但帕西诺蒂在战争期间仍在继续考虑这个项目。回到比萨后,在一名机械师的帮助下,他完成了这台只有一个固定电磁铁的机器。事实证明,这台机器既可用作电机,也可用作发电机,能产生非常强的直流电。这台机器使用了一个绕组和集电极系统,其显著特点是无需外部永久磁铁就能产生恒定电流。帕西诺蒂在他的《梦》(Sogni)一书中写道:“上面记录了最初构想的电磁机器,’是我以小型模型的形式制造的;[......]这台机器只有一个固定的电磁铁。它作为磁电机器的作用非常好,因为它提供的电流始终是单向的,而且非常强”。

同样,“电磁大道 ”“来福枪 ”用于弹道学实验的线性电机原型。利用串联安装的电磁铁和适当的动力,帕西诺蒂试图探索通过电流发射弹丸的可能性,这一实验展现了他的创新视野。其他发明还包括三脚架圆盘,帕西诺蒂用它来试验不同材料对摩擦产生的电流。这些三脚架有多种型号,其中一些已经修复,可以提供有关实验配置的精确信息。另一个有趣的装置是木车床,这是一种脚踏式机床,用于制造圆柱形物体,如家具腿和其他饰件。这台车床位于帕西诺蒂的工作室,特别适用于制造帕西诺蒂发明中使用的戒指和其他部件的木质支架。

环形磁铁电机 与帕西诺蒂的机器相似,但没有曲柄,因此无法作为发电机使用。该装置主要用于演示,在一些展示帕西诺蒂与机器的照片中使用。帕西诺蒂的另一个作品是“电磁双带 ”有轨电车模型。这是按比例缩小的线性电磁牵引汽车原型。该系统在车厢两侧使用了两个铁制结构,其中包含由轨道枕木上的触点驱动的电磁铁。这次实验的目的是研究机械可靠性、安全性以及利用磁铁系统改变车速的可能性。这里还可以提到电动平移机,它是电磁牵引车辆的另一个原型。该系统的基础是一辆在三条 “V ”型轨道上穿过隧道的无轨电车,沿途布置的电磁铁与由电流驱动的无轨电车相互作用。

另一个装置是拉德系统电磁机,其设计原理是利用曲柄使两个西门子电枢在磁场中旋转,从而产生直流电。Pacinotti 建造了这台机器,以便与他在 1860 年设计的 “小机器 ”进行比较。接下来是带超激器的电磁机,它是 “macchinetta ”的后期版本,但有一个显著特点:开关与旋转磁铁安装在同一条轴线上。转子每转一圈,开关就开关两次,从而提高了电流产生的效率。磁电球机是他的另一个模型,也与 “球机 ”类似,但在旋转磁铁上的绕线方式上有所创新。这种缠绕方式类似于棉球的缠绕方式,既优化了空间,又提高了机器的效率。

角度偏差仪则是一种用于远距离检测角度的装置。它通过一个圆形电磁铁进行操作,电磁铁与指示器相结合,可远距离传递角度变化,还可用于远程控制阀门或船舵等实际应用。最后要提到的是研究电流的仪器,这种仪器可以让科学家用一个在磁场中串联的铜扇形旋转飞轮来实验电流的产生。

帕西诺蒂机器
帕西诺蒂的小机器
环形磁铁电机
环形磁铁电机
磁电球机
环形磁铁机器

帕西诺蒂基金的价值和未来

帕西诺蒂基金是一项价值不可估量的遗产,但与所有历史收藏一样,它也需要持续的保护和估价工作。比萨大学和意大利乐器博物馆(Museo degli Strumenti di Fisica)不断开展修复和数字化项目,以保护这些乐器,并让新一代学者和研究人员了解它们。尤其是藏品的数字化为研究和传播科学遗产提供了新的机会,使任何人都可以访问博物馆的历史资源,甚至是远程访问。因此,伽利略基金会与伽利略工具博物馆一起,最近修复的馆藏机器联网,并为每台机器提供照片,介绍其功能,解释修复工作,同时记录修复前的状态。

此外,帕西诺蒂基金还是科学史学者、工程师和物理学家开展研究活动的重点,他们利用博物馆保存的仪器和文献加深对 19 世纪科学技术和理论的了解。这类研究不仅对了解科学史,而且对了解塑造了现代世界的技术创新的根源都至关重要。Pacinotti 基金是物理学和技术史上最重要的资源之一,它记录了标志着古典科学向现代科学过渡的发现的起源。因此,将其保存在比萨大学物理仪器博物馆中,可以为子孙后代保留对一位伟大科学家及其发现的记忆。

帕西诺蒂基金,比萨乐器博物馆的科学与创新遗产
帕西诺蒂基金,比萨乐器博物馆的科学与创新遗产



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