I talenti inventivi di Darwin erano molto adatti alla creazione di una macchina parlante. Per questo egli necessitava sia di una teoria sulla fonetica che di un meccanismo per produrre i suoni richiesti.
La teoria nella sua forma matura fu pubblicata trenta anni dopo in “Analisi dei suoni Articolati”, stampata come nota nel “Tempio della natura”.
Darwin divide i suoni componenti le parole in quattro classi, (1) suoni continui, vocali; (2) suoni sibilanti; (3) semi vocali, un misto di (1) e (2); e (4) suoni interrotti, o consonanti.
Egli analizza le vibrazioni dell’aria che generano ognuno. Le vocali, per esempio:
Sono prodotte da flussi di aria passanti da polmoni durante la respirazione attraverso la laringe; [essa] è fornita di molti piccoli muscoli, che attraverso la loro azione danno appropriata tensione all’estremità di questo tubo; e i suoni, suppongo, sono prodotti dall’aprirsi e chiudersi della sua apertura; qualcosa di simile ai registri a tromba degli organi, come può essere osservato soffiando attraverso la trachea di un’anatra morta……
E similmente per sibilanti, semi-vocali e consonanti, con moltissimi dettagli. Egli quindi descrive esattamente la formazione di ciascun suono:
P. Se le labbra sono chiuse strettamente a un po’ d’aria è compressa nella bocca dietro di esse, all’apertura delle labbra la consonante muta P inizia una sillaba……
E in modo simile per ogni altro suono. Egli trova la maggiore difficoltà, dice, con le vocali, specialmente nel decidere dove esattamente nella bocca esse sono modulate.
Guidato da una versione precedente di questa teoria, egli comincia a costruire la sua macchina parlante, che descrive in questo modo:
Ho escogitato una bocca di legno con labbra di soffice cuoio, e con una valvola sulla sua parte posteriore che funge da narici, entrambe le quali possono essere aperte velocemente o chiuse con la pressione delle dita; la vocalità era fornita da un nastro di seta della lunghezza di circa un pollice (2,54 cm) e larga ¼ di pollice (circa 0,64 cm) stirata tra due pezzetti di vetro lisciato leggermente incavato; così che quando una gentile corrente d’aria generata da un soffietto era soffiata sul bordo del nastro, esso dava un tono gradevole, mentre vibrava tra i lati di legno, molto simile a una voce umana. Questa testa pronunciava “p”, “b”, “m”, e la vocale “a”, con tale accuratezza da ingannare chi la sentiva senza vederla, quando pronunciava le parole “mama”, “papa”, “map”, e “pam”; e aveva un tono altamente flebile, quando le labbra venivano gradualmente chiuse.
La macchina non fu mai completata perché “altre mie occupazioni me l’hanno impedito”, ma probabilmente “non avrebbe richiesto più di tredici movimenti”. Egli credeva che sarebbe potuto essere collegata a un pianoforte per eseguire una canzone con accompagnamento. Egli credeva anche con troppo ottimismo probabilmente, che “se costruita in dimensioni gigantesche”, la macchina “avrebbe potuto parlare così forte da comandare un’armata o dare istruzioni a una folla!
“.
Anche la versione incompleta della macchina parlante creò sensazione ovunque essa parlasse. Non c’era stato mai niente di simile prima, anche se Vaucanson costruì nel 1736 una macchina in grado di eseguire armonie musicali. Gli amici Lunari di Darwin furono grandemente impressionati: dopo questo “tour de force” la sua reputazione come inventore era assicurata. Sfortunatamente né la macchina parlante né alcun di disegno della stessa è sopravvissuto.
La Macchina Volante
Una lungimirante invenzione del 1777 è l’affascinante “uccello artificiale” o “anatra artificiale”, con ali che battevano mosse da una molla da orologio. Darwin la descrive in questo modo:
Fate in maniera che una molla da orologio sia fissata da un lato a un’intelaiatura e dall’altro avvolta intorno ad un asse; a ciascuna estremità dell’asse ponete un ingranaggio con denti con tale forma e modo che essi possano muovere un’ala, come l’ala di un pipistrello, oppure come il ventaglio di una dama, un dente spingendolo verso il basso, un altro dente spostandola verso il corpo, un altro ancora portandola verso l’alto, e un quarto allontanandola di nuovo dal corpo. N.B. Un bordo dell’ala deve essere fissato il corpo e l’altro a una specie di bastoncino da ventaglio fatto con un aculeo di porcospino. La coda di piume allargata e giacente obliquamente rispetto all’azione delle ali, o meglio obliquamente alla sua traiettoria nell’aria.
Nella vista principale come disegnata, l’aculeo di porcospino è sostituito da un sottile filo d’acciaio.
Il progetto di Darwin è stato accuratamente analizzato da Clive Hart, che seguì l’azione di tacche e denti in dettaglio. Hart dimostrò che Darwin aveva cambiato idea e migliorato i movimenti ciclici dell’ala.
Prima che il volo inizi, l’ala giace piegata all’indietro, accostata al corpo. Il ciclo è quindi il seguente: (1) allontanamento dal corpo, il bordo d’entrata che si muove radialmente in avanti con perno sul punto x, come un ventaglio che si apre; (2) verso il basso, mentre è completamente distesa; (3) all’indietro e verso il corpo per deviare il vento; (4) verso l’alto, chiusa.
Hart chiama questa sequenza “veramente originale”: “nessuno prima di lui, per quanto ne sappia, ha mai suggerito nulla di simile sia in merito da ali artificiali che come spiegazione del volo degli uccelli”. Darwin “è molto più vicino alla verità sul volo degli uccelli” di ognuno dei suoi numerosi predecessori.
Poche pagine dopo, nel “Commonplace Book” Darwin perfeziona il suo meccanismo di azionamento a molla da orologio. Inizialmente suggerisce un riavvolgitore in volo azionato da un motore a polvere da sparo (un anello a ciambella di nove piccole cariche innescate da una miccia a lenta combustione). La sua seconda idea è più affascinante: “Ma il modo più semplice, e migliore, sarebbe quello di riempire d’aria compressa una sfera di rame”. Egli mostra la sfera con un lungo tubo attaccato, in quel tubo scorre un pistone collegato a un filo rigido collegato alla molla da orologio. Quando la molla si svolge, il cavo attiva una valvola che permette l’emissione di un impulso di aria compressa per riavvolgere la molla. La sorgente di potenza è assolutamente praticabile, tanto è vero che è stata utilizzata per azionare le superfici di controllo di molti missili guidati moderni.
Successivamente sviluppò metodi per superare due dei tre principali ostacoli al volo artificiale, precisamente la generazione di spinta verso l’alto e spinta in avanti, e la possibilità di fornire potenza adeguata allo scopo. Egli non risolse il terzo ostacolo, il problema della stabilità aerodinamica. Come conclude Hart, naturalmente, l’uccello di Darwin è “il primo, dopo duemila anni di speculazioni, che abbia descritto, anche se sommariamente, il necessario per un motore e le modalità del ciclo di volo delle ali. Per questo merita un posto speciale nella storia dell’aviazione”.
