Due dei suoi più importanti mecenati furono Josiah Wedgwood, al quale si attribuisce l'industrializzazione della produzione di ceramiche, e Richard Arkwright, considerato il creatore del factory system nell'industria del cotone. Wright aveva anche legami con Erasmus Darwin e altri membri della Lunar Society, che riuniva importanti industriali, scienziati e filosofi. Sebbene gli incontri si tenessero a Birmingham, Darwin, nonno di Charles Darwin, viveva a Derby, e alcuni dei dipinti di Wright sono stati ispirati dalle riunioni della Lunar Society.
L’ambiente intellettuale della Lunar Society, animata da Matthew Boulton e frequentata, tra gli altri, da Erasmus Darwin, James Watt, Joseph Priestley, John Whitehurst, William Withering, Richard Greene, visitata da Benjamin Franklin e Thomas Jefferson, stimolò Wright, fino ad allora paesaggista e ritrattista a dedicarsi alla celebrazione delle principali scoperte scientifiche del gruppo o di altri.
Anticipato nello stile da Three Persons Viewing the Gladiator by Candlelight (Tre persone guardano il Gladiatore al lume di candela, 1765), che raffigura tre uomini che esaminano una riproduzione del Gladiatore Borghese, famosa statua ellenistica scoperta in Italia, ancora di soggetto “classico”, il primo dei quadri “scientifici” di Wright fu A Philosopher Lecturing on the Orrery (Un filosofo tiene una lezione sul planetario), un olio su tela realizzato tra il 1764 e il 1766, oggi conservato al Derby Museum and Art Gallery. Il titolo completo del dipinto, “Un filosofo tiene quella lezione sul planetario in cui una lampada è messa al posto del sole”, ne dichiara più in dettaglio il soggetto: la dimostrazione del movimento dei pianeti intorno al Sole e una spiegazione delle eclissi del sole. Il quadro suscitò un notevole scalpore, dal momento che il centro dell'immagine non era più un soggetto classico o religioso, bensì un esperimento scientifico. Questa rappresentazione dell’effetto prodotto da un “miracolo” scientifico segnò una rottura con la tradizione precedente, in cui tutte le rappresentazioni artistiche della meraviglia negli astanti erano riservate a soggetti religiosi.
Le conferenze scientifiche pubbliche erano popolari durante l'Età della Ragione ed erano frequentate da un pubblico molto eterogeneo. Lo scienziato, astronomo e docente scozzese James Ferguson (1710-1776) tenne una serie di conferenze a Derby nel luglio 1762. Si basavano sul suo libro Lectures on Select Subjects in Mechanics, Hydrostatics, Pneumatics, Optics & c., pubblicato nel 1760. Per illustrare le sue lezioni utilizzava diverse macchine, modelli e strumenti.
L'Orrery è un modello meccanico che mostra il moto dei pianeti intorno al Sole, la Luna intorno alla Terra, o entrambi. Prende il nome da Charles Boyle (1676-1731), conte di Orrery, che aveva sostenuto e patrocinato la progettazione di un primo planetario di George Graham tra il 1704 e il 1709. Lo stesso James Ferguson progettò diversi orologi astronomici e planetari da utilizzare nelle sue lezioni.
Wright probabilmente aveva partecipato alle conferenze di Ferguson, soprattutto perché i biglietti erano disponibili dal costruttore di orologi e scienziato John Whitehurst, suo vicino di casa. L'artista avrebbe anche potuto attingere alle conoscenze pratiche di Whitehurst per saperne di più sul planetario e sul suo funzionamento.
Il dipinto è ricco di significati e aperto a diverse interpretazioni. L'artista non ha dipinto un incontro in particolare e i personaggi nel quadro non sono ritratti esattamente, sebbene l'uomo che prende appunti sia stato riconosciuto come Peter Burdett, uno degli amici di Wright, geometra, matematico e artista. C'è anche l'ipotesi che siano raffigurati Washington Shirley, il V conte Ferrers, astronomo dilettante, proprietario egli stesso di un complicato planetario, futuro acquirente dell’opera, e suo nipote. Il Filosofo domina il pubblico ed è l'unico personaggio che non è stato riconosciuto come una persona reale. È stato suggerito che Wright gli abbia dato deliberatamente una buona parte dell'aspetto fisico di Isaac Newton, che, nei Principia (1687) aveva dimostrato che i corpi che cadono "naturalmente" sulla Terra e i moti dei corpi celesti obbediscono alla stessa grande legge, quella di gravitazione universale. Un’attenta osservazione dei volti nel quadro rivela che ognuno di essi è illuminato secondo le principali fasi lunari - luna nuova, mezza luna, la luna calante e luna piena.
Gli spettatori nell'immagine rispondono all'idea di quest'ordine universale appena percepito con meraviglia, fascino o timore reverenziale. I loro volti illuminati, che emergono dall'oscurità della stanza e dall'oscurità dell'ignoranza, significano l'illuminazione delle loro menti data dalla luce della Scienza. Stanno letteralmente sperimentando l'Illuminazione, in senso sia fisico che intellettuale.
Wright non raffigurò una riunione reale, sebbene i due amanti a sinistra siano il ricco ereditiere Thomas Coltman e Mary Barlow, che si sposarono nel 1769 e che sarebbero stati rappresentati dallo stesso Wright in un ritratto campestre nel 1772. Secondo una tradizione di famiglia, l'uomo che cronometra l'esperimento sarebbe Erasmus Darwin.
La pompa a vuoto era stata inventata da Otto von Guericke a Magdeburgo nel 1650, ma il suo costo ne aveva inizialmente ostacolato la diffusione. La prima pompa inglese fu costruita per Robert Boyle (1627-1691) da Robert Hooke nel 1658-1659. La pompa di Boyle era complicata, poco affidabile e difficile da far funzionare. Molte dimostrazioni poterono essere fatte solo con Hooke a portata di mano, e Boyle lasciò spesso il compito di eseguire delle dimostrazioni in pubblico al solo Hooke.
Nonostante gli ostacoli operativi e di manutenzione, la costruzione della pompa permise a Boyle di condurre numerosi esperimenti sulle proprietà dell'aria, che successivamente riportò nel suo New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects (Made, for the Most Part, in a New Pneumatical Engine). Nel libro descrisse in gran dettaglio quarantatré esperimenti da lui condotti, talvolta assistito da Hooke, circa gli effetti dell'aria su vari fenomeni. Boyle verificò gli effetti dell'aria "rarefatta" su combustione, magnetismo, suono e barometri, ed esaminò gli effetti di una maggiore pressione dell'aria su varie sostanze. Egli espose anche due esperimenti su creature viventi: il “40", che verificava l'abilità degli insetti di volare con una pressione ridotta dell'aria, e il crudele "Esperimento 41", che dimostrava come l’aria fosse indispensabile per la sopravvivenza delle creature viventi. In questo tentativo di scoprire qualcosa "sulla considerazione in base alla quale la respirazione è così necessaria agli animali, che la natura ha provvisto di polmoni", Boyle condusse numerose prove durante le quali pose una gran varietà di creature, tra cui uccelli, topi, anguille, lumache e mosche, nel vaso della pompa e studiava le loro reazioni mentre l'aria veniva rimossa.
Nel XVIII secolo le pompe pneumatiche divennero oggetti ordinari per i laboratori degli scienziati, o per i gabinetti di curiosità. Esse erano ampiamente utilizzate per illustrare le lezioni scientifiche. Questo esperimento era descritto da James Ferguson: "Se un uccello, un gatto, un topo, viene messo sotto la campana e l'aria viene man mano tolta, l'animale è dapprima oppresso come con un grande peso, quindi diventa convulso, e alla fine spira in tutte le agonie della morte più amara e crudele.” Ma in pratica l'esperimento poteva essere realizzato in modo meno sconvolgente, sostituendo l’animale con una vescica piena d’aria, che "mostra come i polmoni degli animali si contraggono quando l'aria viene loro tolta”. Wright scelse la variante crudele dell'esperimento. L'uccello moriva se il dimostratore continuava a privarlo dell'ossigeno e Wright ci lascia nel dubbio se il cacatua nella campana verrà soffocato o meno.
Tuttavia, Wright non identifica l'alchimista come Brandt. Colloca l'alchimista non in uno sfondo del XVII secolo, ma in una suggestiva stanza medievale in pietra con archi gotici e alte finestre a sesto acuto. L'alchimista si inginocchia davanti a un recipiente splendente di luce abbagliante.
Wright non fu il primo o l'unico artista a rappresentare i praticanti dell'alchimia. Appaiono nei dipinti olandesi del diciassettesimo secolo, spesso come soggetti di scherno. I loro laboratori vengono mostrati in uno stato di caos e i loro bizzarri esperimenti finiscono in un disastro. Invece il modo in cui Wright rappresenta gli strumenti, i recipienti di vetro e i libri si riferisce a studi seri. Ricordano piuttosto le incisioni idealizzate nell'Enciclopedia di Diderot o nel libro di Macquer.
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