Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Hertha Ayrton (1854-1923)

Rinaldo Cervellati.

I primi di gennaio del 1902 il Segretario della Royal Society ricevette una breve lettera dal membro John Perry[1], contenente in allegato la proposta di nomina a membro di Mrs. Hertha Marks Ayrton.

Era la prima volta che veniva richiesta l’elezione di una donna alla Royal Society. Nonostante il supporto di nove membri, la nomina venne rifiutata dopo un lungo iter che è stato poi definito “un episodio imbarazzante nella storia della Royal Society” [1].

Hertha Marks Ayrton

Ma, chi è stata e cosa ha fatto Hertha Marks Ayrton ?

Nasce Phoebe Sarah Marks il 28 aprile 1854 a Portsea (contea di Hampshire, Inghilterra) terza figlia di Levi Marks, immigrato giudaico polacco di professione orologiaio e di Alice Teresa Moss, sarta, figlia di un commerciante di vetro. Nel 1861 la madre divenne vedova con sette figli e un ottavo in arrivo, due anni dopo la piccola Phoebe Sarah fu invitata dagli zii, Marion e Alphonse Hartog, a andare a vivere con loro e i suoi cugini a Londra. La famiglia Hartog, che gestiva una scuola nel nord-ovest di Londra, le assicurò una ampia educazione comprendente lingue antiche e moderne e musica. I cugini la introdussero alla matematica e alle scienze. Alla scuola degli Hartogs, Sarah si fece conoscere sia come eccellente negli studi, sia come combattente per la causa dei diritti civili alle donne. Furono questi principi che in seguito portarono al suo coinvolgimento nel movimento delle “suffragette”.

A 16 anni iniziò a lavorare come istitutrice, potendo così aiutare anche economicamente madre e fratelli. E’ probabilmente in questo periodo che l’amica Ottilie Blind Hancock[2], cominciò a chiamarla Hertha (dal nome della protagonista di un poema di Swinburne[3] sulla dea scandinava della Terra, Erda), forse a causa della sua vitalità. Fatto è che Phoebe Sarah Marks mantenne questo nome per tutto il resto della vita. Cominciò anche a studiare per l’esame per donne dell’università di Cambridge, aspirando a frequentare il College femminile fondato da Emily Davies, trasferitosi nel 1873 a Girton (Cambridge) come Girton College. In questo fu aiutata da Barbara Bodichon[4], co-fondatrice del Girton College che divenne sua amica e benefattrice. Attraverso Bodichon conobbe George Eliot[5] che in quel momento era impegnata a scrivere il suo ultimo romanzo Daniel Deronda. I biografi sono concordi nell’affermare che molte caratteristiche di Mirah, personaggio principale del romanzo, siano comuni a quelle di Hertha.

Ritratto di Hertha Ayrton

Superato l’esame con onori, Hertha fu ammessa al College nel 1877 e sostenne l’esame del Progetto Scientifico Tripos nel 1880, ma l’Università di Cambridge non le rilasciò un diploma accademico perchè all’epoca concedeva alle donne solo certificati. Durante il college Hertha ideò e costruì un apparecchio per misurare la pressione del sangue (sfigmomanometro) e uno strumento per disegno tecnico in grado di dividere una linea in un numero qualsiasi di parti uguali e per ingrandire o ridurre le figure, quest’ultimo fu molto utilizzato da ingegneri, architetti e artisti. I due strumenti ottennero il brevetto nel 1884. I suoi biografi sostengono che Hertha ereditò queste capacità manuali dal padre, costruttore di orologi.

Al Girton, Hertha formò, insieme alla compagna Charlotte Scott un club matematico per “trovare problemi da risolvere e discutere eventuali questioni matematiche che possono sorgere”. Formò anche la Girton Fire Brigade, un gruppo di ragazze addestrate come vigili del fuoco e fu tra le leader del locale Coro.

Indispettita dall’atteggiamento antifemminista dell’Università di Cambridge, superò con successo un esame esterno ottenendo il B.Sc. dall’Università di Londra nel 1881.

A Londra Hertha lavorò come insegnante privata di matematica e altre materie fino al 1883. Fu anche attiva nel progettare e risolvere problemi matematici, molti dei quali furono pubblicati nella rubrica “Mathematical Questions” e “Their Solutions” dell’ Educational Times. J. Tattersall e S. McMurran [2] scrivono: Le sue numerose soluzioni indicano indubbiamente che possedeva una notevole intuizione geometrica ed era un’eccellente studentessa di matematica.

Continuò a studiare scienze, nel 1884 seguì il corso serale sull’elettricità al Finsbury Technical College[6], avendo come docente il professor William (Bill) Ayrton[7]. L’anno successivo sposò il professore diventando così Hertha Ayrton. Per qualche tempo dopo il matrimonio, le responsabilità domestiche assorbirono gran parte delle energie di Hertha, tuttavia mantenne vivo l’interesse per le scienze e nel 1888 tenne una serie di conferenze per donne sull’elettricità.

Il testamento di Barbara Bodichon, morta nel 1891, contemplava un generoso lascito a Hertha, ciò che le permise di assumere una governante e dedicare la sua attenzione in modo più completo alla ricerca scientifica. Tuttavia un altro episodio fu determinante a convincere Hertha a approfondire le indagini sperimentali sull’arco elettrico. Infatti Bill Ayrton che si occupava di questo tipo di ricerca non collaborava con la moglie, consapevole del fatto che lavori in collaborazione sarebbero comunque stati attribuiti solo a lui dalla comunità scientifica. Ma nel 1893 il testo in copia unica di una sua conferenza tenuta a Chicago sulla dipendenza della differenza di potenziale dell’arco elettrico da diversi fattori andò accidentalmente distrutto, da quel momento Bill Ayrton decise di occuparsi di altri problemi. Quindi Hertha potè proseguire le indagini sull’arco elettrico con sue proprie ricerche.

Hertha Ayrton durante una dimostrazione

Verso la fine del diciannovesimo secolo, l’arco elettrico era ampiamente utilizzato per l’illuminazione pubblica. La tendenza degli archi elettrici a tremolare e sibilare era però un grosso problema. Nel 1895, Hertha Ayrton scrisse una serie di articoli per la rivista The Electrician, stabilendo che questi fenomeni erano il risultato dell’ossigeno che veniva a contatto con le barre di carbonio usate per l’arco. Nel 1899 fu la prima donna a esporre il proprio lavoro all’Institute of Electrical Engineers (IEE, attualmente IET, Institute of Engineering and Technology).

Il suo articolo, intitolato “The Hissing of Electric Arc” [3] fu determinante per il miglioramento della tecnologia degli archi. Poco dopo, Ayrton fu eletta membro dell’IEE, prima donna a ottenere quel riconoscimento. Come detto all’inizio non andò così con la Royal Society a causa del suo sesso[8] e la sua comunicazione “The Mechanism of the Electric Arc” [4] fu letta in sua vece da John Perry nel 1901.

Alla fine del XIX secolo, il lavoro di Hertha Ayrton nel campo dell’ingegneria elettrica fu ampiamente riconosciuto a livello nazionale e internazionale. Al Congresso internazionale delle donne tenutosi a Londra nel 1899, presiedette la sezione di scienze fisiche. Ayrton intervenne anche all’International Electrical Congress tenutosi a Parigi nel 1900 con un comunicazione dal titolo: L’intensité lumineuse de l’arc à courant continu. Il suo successo ha portato l’Associazione Britannica per l’Avanzamento della Scienza a consentire alle donne di far parte a comitati generali e settoriali.

Nel 1902, Ayrton pubblicò il volume The Electric Arc [5], una sintesi delle sue ricerche e lavori sull’arco elettrico, comprendente le origini dei suoi primi articoli pubblicati su The Electrician tra il 1895 e il 1896. Con questo volume, il suo contributo nello sviluppo dell’ingegneria elettrica fu definitivamente riconosciuto. Scrivono Tattersall e McMurran [2] in proposito:

The text included descriptions and many illustrations of her experiments, succinct chapter reviews, a comprehensive index, an extensive bibliography, and a chapter devoted to tracing the history of the electric arc. Her historical account provided detailed explanations of previous experiments and results involving the arc and concluded with the most recent research of the author and her colleagues…The book was widely accepted as tour de force on the electrical arc and received favorable reviews on the continent where a German journal enthusiastically praised if for its clear exposition and relevant conclusions.

Dopo l’uscita e il successo del libro sull’arco elettrico, Hertha Ayrton rivolse la sua attenzione all’origine, alla forma e al movimento delle increspature nella sabbia e nell’acqua esposte al vento, compresa la formazione di vortici. Nel 1904 fu la prima donna a esporre una comunicazione alla Royal Society. In questo lavoro presentava evidenze sperimentali e interpretazioni teoriche per la forma di due differenti strutture per le increspature sabbiose, la pubblicazione del lavoro nei Proceedings Transactions fu posposta al 1910 su richiesta dell’autrice [6].

Nel 1906, fu insignita della prestigiosa Medaglia Hughes della Royal Society “per le sue indagini sperimentali sull’arco elettrico e anche sulle increspature di sabbia”. Fu la quinta persona (prima donna) a vincere questo premio, assegnato annualmente dal 1902 in riconoscimento di un scoperta originale nelle scienze fisiche, in particolare elettricità e magnetismo o loro applicazioni, per la seconda (Michele Dougherty) sono dovuti passare 102 anni.

Caricatura di Ayrton “signora dei fulmini”

Dopo la morte del marito nel 1908, Ayrton proseguì le ricerche sulle increspature utilizzando apparecchiature costruite appositamente in proprio [7]. Una serie di esperimenti convalidò la teoria matematica dei vortici di Lord Rayleigh. Inventò anche un particolare ventilatore che avrebbe potuto creare vortici a spirale in grado di respingere gli attacchi coi gas [8]. Diventarono noti come ventilatori di Ayrton; secondo J. Mason [9] ne furono impiegati circa 100000 sul fronte occidentale, un altro biografo sostiene però che non furono praticamente impiegati [10].

Partecipò a tutte le principali marce per l’emancipazione femminile negli anni 1910, 1911 e 1912, fu malmenata e rischiò il carcere. Successivamente Ayrton contribuì a fondare l’International Federation of University Woman (1919) e la National Union of Scientific Workers (1920).

Muore per avvelenamento del sangue, causato da una puntura d’insetto, il 26 agosto 1923 a New Cottage, North Lancing, Sussex.

Bibliografia

[1] F. Henderson, Almost a Fellow: Hertha Ayrton and an embarrassing episode in the history of the Royal Society, https://blogs.royalsociety.org/history-of-science/2012/03/08/almost-a-fellow/

[2] J. Tattersall, S. McMurran, Hertha Ayrton: A Persistent Experimenter., Journal of Women’s History, 1995, 7, 86-112.

[3] Mrs. Ayrton, The Hissing of Electric Arc., Journal of the Institution of Electrical Engineers, 1899, 28, 400-436.

[4] Mrs. Ayrton, On the Mechanism of the Electric Arc., Philosophical Transactions of the Royal Society A, 1902, 199, 299-336.

[5] H. Ayrton, The Electric Arc., D. Van Nostrand Co., New York, 1902 (1 vol. di xxv+479 pp)

https://ia802604.us.archive.org/21/items/electricarc00ayrtrich/electricarc00ayrtrich_bw.pdf

[6]Mrs. H. Ayrton, The Origin and Growth of Ripple Marks, Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 1910, 84, 285-310.

[7]Mrs. H. Ayrton, Local Differences of Pressure Near an Obstacle in Oscillating Water., Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 1915, 91, 405-410.

[8] Mrs. H. Ayrton, On a New Method of Driving off Poisonous Gases., Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 1919, 96, 249-256.

[9] J. Mason, Hertha Ayrton (1854-1923) and the Admission of Woman to the Royal Society of Chemistry, Notes. Rec. R. Soc. Lond., 1991, 45, 201-220.

[10]L. Riddle, Hertha Marks Ayrton, Biographies of Women Mathematicians, Agnes Scott College, Atlanta, Georgia. https://www.agnesscott.edu/lriddle/women/ayrton.htm

[1] John Perry (1850-1920) ingegnere e matematico irlandese, allievo di Lord Kelvin, poi professore di ingegneria meccanica al Finsbury Technical College di Londra, è noto per la disputa con il suo vecchio maestro sulla valutazione dell’età della Terra. Fu Presidente dell’Institution of Electrical Engineers e della Physical Society of London.

[2] Ottilie Blind, poi sposata Hancock, figlia di Karl Blind (1826-1907) rivoluzionario tedesco dopo i moti del 1848 e un periodo di prigione rifugiatosi con la famiglia in Inghilterra nel 1852, divenne attivista del movimento femminista inglese. Il padre mantenne costanti rapporti di amicizia con Mazzini, Garibaldi e Louis Blanc.

[3] Algernon Charles Swinburne (1837-1909) poeta britannico di epoca vittoriana, rivoluzionario fustigatore dei costumi e dell’ipocrisia dei suoi tempi, più volte candidato al Premio Nobel per la Letteratura fra il 1906 e il 1909.

[4] Barbara Leigh Smith Bodichon (1827-1891) britannica, leader del movimento per i diritti civili alle donne co-fondò finanziandolo, il primo College femminile, insieme alla altrettanto famosa leader Emily Davies (1830-1921).

[5] Pseudonimo di Mary Anne (Marian) Evans (1819-1880), una delle principali scrittrici dell’epoca vittoriana. Come molte altre scelse uno pseudonimo maschile sia per “essere presa sul serio”, sia per la sua situazione di compagna di un uomo sposato (cosa scandalosa all’epoca). Mantenne lo pseudonimo anche dopo aver rivendicato di essere l’autrice dei romanzi.

[6] Nel 1926 il Finsbury Technical College è incorporato nell’Imperial College London (The Imperial College of Science, Technology and Medicine).

[7] William Edward Ayrton (1847-1908) fisico e ingegnere inglese, oltre ai suoi studi pionieristici sull’arco elettrico, ha inventato, insieme a John Perry diversi strumenti per misure elettriche fra i quali un amperometro e un wattmetro. Hanno contribuito all’elettrificazione della linea ferroviaria.

[8] In sintesi la motivazione fu: Married women could not be made eligible by Statutes (Una donna sposata non può essere eleggibile per Statuto) [1].

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