M5P
20 ottobre 2009
Ragni, api e formiche, scimmie e pantere:
temi e problemi di storia della scienza
Giulio Peruzzi
[email protected]
Copyright, 2009-2010 © Giulio Peruzzi
La storia della scienza e della tecnica costituisce uno strumento
prezioso per capire il mondo in cui viviamo
Quando tutti gli accessi e, per così dire, gli ingressi di
tutte le menti sono come assediati e ostruiti dai più oscuri
idoli che nelle menti sono radicati profondamente e come
impressi a fuoco [la storia della scienza] può permettere
alla luce genuina e originaria delle cose di trovare uno
spazio schietto e pulito nel quale rispecchiarsi […]
Perché tu possa farti un’idea precisa di come il presente
è un essere bifronte che guarda insieme al passato e
all’avvenire, ho stabilito di offrirti un quadro di tutti e due i
tempi, un quadro che abbracci non solo il corso e il
progresso della scienza del passato ma anche la
anticipazioni del futuro.
[Francesco Bacone nel Temporis Partum Masculus, < 1603, pp.106 e 115]
C’è però anche un’altra cruciale funzione della storia della
scienza e della tecnica
Qualunque cosa possa essere detta circa l’importanza
di mirare alla profondità piuttosto che alla vastità nei
nostri studi, e per quanto possa essere forte nell’epoca
presente la domanda di persone specializzate, ci sarà
sempre lavoro non solo per coloro che costruiscono
scienze particolari e su di esse scrivono monografie,
ma anche per coloro che dischiudono le comunicazioni
tra gruppi diversi di costruttori in modo da facilitare una
salutare interazione tra questi.
E in un’università siamo particolarmente tenuti a
riconoscere non solo l’unità della scienza stessa, ma
anche la comunione di coloro che lavorano nella
scienza.
Siamo troppo inclini a supporre di essere qui raccolti
soltanto per avere alla nostra portata certi strumenti di
studio, come musei e laboratori, biblioteche e
professori, cosicché ognuno di noi possa studiare ciò
che preferisce.
Io suppongo che quando le api si affollano intorno ai
fiori fanno così perché sono interessate al miele,
inconsapevoli del fatto che è il polline che portano da
un fiore all’altro che permette di rendere possibile una
più splendida fioritura e un più affaccendato affollarsi di
api negli anni a venire. Non possiamo perciò far niente
di meglio che rendere ancora migliore il tempo dello
splendore operando in favore della fertilizzazione
incrociata della scienza.
[J. Clerk Maxwell, The Telephone, Cambridge 1878]
Le fonti dello storico della scienza sono essenzialmente
quelle dello storico generale:
– scritti (libri, articoli, diari e note di laboratorio, minute
di articoli, lettere, annotazioni su libri consultati),
– illustrazioni,
– strumenti e macchine in generale,
– collezioni naturalistiche,
– materiale d’archivio (protocolli e registri di istituzioni
scientifiche, loro rendiconti e libri contabili),
– edifici (case, università, laboratori), ecc.
Nei primi decenni del Novecento lo scenario della
storia della scienza va incontro a profondi
riorientamenti.
Lo sviluppo di correnti neo positiviste (empirismo
logico) determina un allontanamento della filosofia
della scienza dalla storia della scienza.
La prima tende a concentrarsi sulla definizione della
struttura della spiegazione scientifica e sullo statuto
logico formale delle leggi scientifiche, anche in
funzione di una unificazione di tutte le scienze. Anche
la successione delle teorie dovrebbe essere
“logicizzata”.
[Tra i nomi di riferimento: Russell, Whitehead, Carnap, il
primo Wittgenstein, Neurath e Hempel]
In polemica con l’empirismo logico, cresce l’attenzione
agli aspetti di mutamento e di rivoluzione nello sviluppo
della scienza. Si sottolinea, con sensibilità e accenti
diversi, la non tenibilità di una concezione della storia
della scienza come racconto del trionfale e continuo
progresso della scienza verso la verità.
Un’attenzione per gli aspetti sociali, economici e
culturali, una più sottile analisi del rapporto tra fatti e
teorie, una variabilità dei criteri di razionalità nel corso
della storia umana, in breve l’attenzione a fattori
considerati extra-scientifici deve far parte della
comprensione dell’impresa scientifica.
[Tra i nomi di riferimento: Brunschwicg, Koyré, Meyerson e
poi Merton, Bachelard e Kuhn]
La natura sarebbe una funzione della civiltà.
Le civiltà sarebbero l’ultima realtà a noi raggiungibile. Lo
scetticismo della nostra ultima fase sarebbe storico.
Ma perché la leva al tempo d'Archimede e i cunei nel
paleolitico funzionavano esattamente come oggi?
Perché perfino una scimmia è in grado di usare una leva
o una pietra come se fosse a conoscenza della statica e
della resistenza dei materiali, e una pantera di dedurre
dalle orme la presenza della preda come se fosse a
conoscenza della causalità?
Ove non si voglia supporre che una civiltà comune leghi
anche scimmie, uomini dell’età della pietra, Archimede e
pantere, non resta proprio altro che supporre un
regolatore comune situato al di fuori dei soggetti,
un’esperienza obiettiva che sia quindi capace di
ampliarsi e affinarsi, la possibilità di una conoscenza,
una qualsivoglia concezione di verità, di progresso e di
ascesa, in breve proprio quel miscuglio di fattori teoretici
soggettivi ed oggettivi, la separazione dei quali
costituisce il gravoso lavoro di cernita della teoria della
conoscenza [...]
Esistono farfalle giallo limone ed esistono cinesi giallo
limone; in un certo senso si può allora dire: la farfalla è il
cinese nano alato mitteleuropeo.
Tanto le farfalle quanto i cinesi sono noti come simboli di
voluttà.
Per la prima volta prende forma il pensiero di una
corrispondenza, mai considerata finora, tra l’antichità della
fauna lepidottera e quella della civiltà cinese.
Che la farfalla abbia le ali e il cinese no è un mero
fenomeno di superficie.
[Robert Musil, Spirito ed esperienza, osservazioni per i lettori scampati al tramonto dell'occidente (1921)]
(1921)]
I cambiamenti nelle nostre attitudini da me descritti
[a proposito della elaborazione del modello
Standard] non possono essere spiegati nei termini
classici della deduzione o induzione, piuttosto
essere compresi come risultato di qualcosa che
assomiglia alla selezione naturale.
Questo può dare l’impressione che le nostre teorie
non siano molto più di costrutti sociali, come
supposto da alcuni radicali commentatori della
scienza, come Pickering, l’autore di un libro
intitolato Constructing Quarks.
Nessuno di noi che abbiamo vissuto nel mezzo di
questi cambiamenti la pensa in questo modo.
Pensiamo ovviamente che la scienza sia un’attività
sociale.
Come Latour e Woolgar commentavano dopo aver
osservato la ricerca biochimica: la negoziazione
riguardo a ciò che viene considerato una prova o
riguardo a ciò che costituisce un buon tentativo
non è né più né meno disordinata di una qualunque
argomentazione tra avvocati e politici.
Ma la stessa cosa si potrebbe dire dell’arrampicata
in montagna.
Chi scala le montagne, come il biochimico o l’avvocato,
può discutere su quale sia il migliore cammino alla vetta, e
naturalmente questa argomentazione sarà influenzata
dalle tradizioni dell'arrampicata in montagna e dalla storia
e dalla struttura sociale della spedizione.
Ma alla fine gli scalatori potranno raggiungere la vetta o
non raggiungerla, e se vi arriveranno lo sapranno.
Nessun montanaro scriverebbe mai un libro sull'arrampica
in montagna con il titolo Constructing Everest.
[Steven Weinberg in L. Hoddeson et al., The Rise of the Standard Model,
Model,
Cambridge University Press, Cambridge UK 1997, pp.42-3]
pp.42-3]
La nascita della SCIENZA NOVA
Quando avviene?
Qual è il contesto da cui prende le mosse?
Sia Platone sia Aristotele avevano disprezzato l’arte
meccanica e il lavoro manuale, e la distinzione tra schiavi e
liberi era diventata nei secoli la divisione tra tecnica e
scienza - tra conoscenza rivolta alla pratica e all’uso e
conoscenza rivolta alla contemplazione della verità (non a
caso si parla delle sette arti liberali: grammatica, retorica e
dialettica; e aritmetica, geometria, musica e astronomia).
Un primo significativo cambiamento si ha nell’Italia del XV
secolo con l’incontro tra artisti (Brunelleschi, Verrocchio,
Mantegna, Leonardo da Vinci, Dürer) e studiosi (Paolo dal
Pozzo Toscanelli, Luca Pacioli, Cardano, Tartaglia,
Regiomontano).
Argano centrale del cantiere brunelleschiano per la cupola del Duomo di
Firenze, a tre velocità e inversione di rotazione per lavorare a ciclo continuo
(disegno di Leonardo, Codice Atlantico, 1420 ca.)
Terracotta invetriata di Andrea Della Robbia - collocati nel 1487 - per la
decorazione del Loggiato dello Spedale degli Innocenti, costruito su progetto
di Brunelleschi
Da questi contatti nasce lentamente una nuova immagine
dello scienziato e una progressiva rivalutazione della
tecnica e dei manufatti come strumenti funzionali al
progresso della conoscenza.
Queste esperienze seminali del Quattrocento sono in parte
alla base della rivalutazione cinquecentesca delle arti
meccaniche e della difesa sempre più decisa della loro
dignità nell’ambito della cultura.
Solo alla luce di questa faticosa riaffermazione delle arti
meccaniche, acquista particolare significato l’atteggiamento
di Galilei, che nel 1609 punta verso il cielo il suo
cannocchiale: la fiducia in uno strumento nato negli
ambienti meccanici, disprezzato dalla scienza, funzionale
non a deformare ma a potenziare la vista, fonte di nuova
conoscenza contro l’assolutezza del guardare “naturale”
degli occhi umani.
SALV. Largo campo di filosofare a gl’intelletti specolativi parmi
che porga la frequente pratica del famoso arsenale di voi,
Signori Veneziani, ed in particolare in quella parte che
mecanica si domanda; atteso che quivi ogni sorte di
strumento e di machina vien continuamente posta in opera da
numero grande d’artefici, tra i quali, e per l’osservazioni fatte
da i loro antecessori, e per quelle che di propria avvertenza
vanno continuamente per sé stessi facendo, è forza che ve ne
siano de i peritissimi e di finissimo discorso.
SAGR. V.S. non s’inganna punto: ed io, come per natura
curioso, frequento per mio diporto la visita di questo luogo e la
pratica di questi che noi, per certa preminenza che tengono
sopra ’l resto della maestranza, domandiamo proti; la
conferenza de i quali mi ha più volte aiutato
nell'investigazione della ragione di effetti non solo
maravigliosi, ma reconditi ancora e quasi inopinabili.
[G. Galilei, Discorsi e Dimostrazioni Matematiche intorno à due nuove scienze,
scienze,
1638, Opere, vol. VIII, p. 49.]
Gli uomini sperimentali sono simili alle formiche, accumulano
e consumano.
I ragionatori assomigliano ai ragni, che fanno delle ragnatele
traendole dalla loro sostanza.
Le api invece prendono una via intermedia; raccolgono
materiale dai fiori dei giardini e dei campi, e lo trasformano e
lo digeriscono in virtù di una loro propria capacità. Non
dissimile da questo è il lavoro della vera filosofia che ricava la
materia prima dalla storia naturale e dagli esperimenti
meccanici, e non la conserva intatta nella memoria ma la
trasforma e la lavora con l’intelletto.
[...] Perciò molto si può sperare da una più stretta e pura lega
fra queste due facoltà, quella sperimentale e quella razionale.
[Francis Bacon, Cogitata et Visa:
Visa: de interpretatione naturae sive scientia operativa,
1607-1609 (in Rossi, pp.
pp. 52-54)
52-54)]
Il calcolo vettoriale: dalla matematica alla fisica
! William Rowan Hamilton (1805-1865) introduce nel 1843 il
calcolo dei quaternioni;
! Peter Guthrie Tait (1831-1901);
! William Thomson (futuro Lord Kelvin; 1824-1907);
! James Clerk Maxwell (1831-1879) (che introduce i termini
attualmente in uso per designare gli operatori vettoriali ! e !x
con i nomi di gradiente e di rotore, rispettivamente, mentre
l'operatore !•, oggi noto come divergenza, è da lui chiamato
convergenza).
! Enfasi posta sul ruolo concettuale dei vettori come mezzo per
rappresentare le grandezze fisiche in modo geometrico, un modo
“più originario e naturale” del metodo delle coordinate
cartesiane.
I grafi in chimica (e fisica) e lo sviluppo della teoria chimico
algebrica: dalle scienze empiriche alla matematica
Ai primordi (1858-1861) - C2H5OH
(alcol etilico)
Crum Brown (1864) e gli “isomeri”
isomeri”:
sostanze con stessa composizione
chimica ma proprietà
proprietà fisiche diverse
(in fig. alcol propilico e di Friedel, o
isopropilico, C3H7OH)
Sviluppi algebrici: Cayley,
Clifford, Sylvester, Pólya.
Pólya.
“Problemi combinatori
generali sui gruppi di
permutazione per il calcolo
del numero di isomeri”
isomeri”.
Qual è l’impatto delle considerazioni fisiche (gravitazione
e termodinamica) sull’evoluzionismo e sulla geologia?
• Lord Kelvin e la datazione dell’età del Sole su basi
termodinamiche.
• Alcuni attori: John Phillips, William Thomson (Lord
Kelvin), H.C. Fleeming Jenkins, James Croll
• Come farsi un’idea di un milione di anni?
83 ft 4in (=2500 cm) rappresentino 1 milone di anni, allora
100 anni sono appena 1/10in (circa 2,5 mm)
[Joe D. Burchfield, “Darwin and the Dilemma of Geological Time”, Isis,
65 (1974), pp. 300-321]
Qual è l’impatto dell’evoluzionismo darwiniano sulle altre scienze?
• La chimica e gli elementi primordiali (chimica evolutiva).
• La scoperta dell’elettrone e la nascita della fisica moderna.
Scriveva J.J. Thomson nel 1894:
Penso che gli esperimenti precedenti [sulle scariche di elettricità
attraverso i gas] siano sufficienti a mostrare le strette analogie
esistenti tra i fenomeni della combinazione chimica e quelli della
scarica elettrica, e fanno sperare che lo studio del passaggio
dell'elettricità attraverso i gas possa essere il mezzo per far luce
sul meccanismo della combinazione chimica. Il lavoro dei
chimici e dei fisici può essere paragonato a quello di due gruppi
di ingegneri che scavano una galleria da due estremi opposti.
Non si sono ancora incontrati, ma sono arrivati così vicini da
poter sentire il rumore degli avanzamenti gli uni degli altri.
La tavola periodica degli elementi: una conquista recente
Dimitrij Mendeleev - 1869
La tavola periodica degli elementi
Tavola che compare in un trattato di Ostwald di
fine Ottocento (permane il riferimento al peso
atomico e non al numero atomico, definitivamente
usato dopo i risultati di Moseley del 1913)
La tavola periodica degli elementi
Tavola oggi: lantanidi (Bohr, 1923), transuranici
(Seaborg, McMillan, 1940)
Corpo nero: formiche, ragni e api a lavoro
Wien - 1896
Paschen - 1897
Lummer e Pringsheim 18991900
Planck - 1900
Rayleigh e Jeans - 1905
Copisaldi della scienza nuova
•
Libertà e assenza di auctoritas - educazione al
senso critico
Or qui, prima ch’io passi più oltre, vi dico che, nelle cose
naturali, l’autorità d’uomini non val nulla; ma voi, come
legista, mostrate farne gran capitale: ma la natura,
Signor mio, si burla delle costituzioni e decreti de i
principi, degl’imperatori e de i monarchi, a richiesta de i
quali ella non muterebbe un iota delle leggi e statuti suoi.
Aristotele fu un uomo, vedde con gli occhi, ascoltò con
gli orecchi, discorse col cervello. Io son uomo, veggo con
gli occhi, e assai più che non vedde lui: quanto al
discorrere, credo che discorresse intorno a più cose di
me; ma se più o meglio di me, intorno a quelle che
abbiamo discorso ambedue, lo mostreranno le nostre
ragioni, e non le nostre autorità.
[Galileo Galilei, Lettera a Francesco Ingoli in risposta
alla Disputatio de situ et quiete Terrae,
Terrae, (1624) in Le Opere,
Opere, Vol. VI, p. 538.
Copisaldi della scienza nuova
–
Libertà e assenza di auctoritas - educazione al senso
critico (lettera a Ingoli e polemica con i “filosofi in
libris”)
–
Comunicazione e libera circolazione delle idee
–
Intersoggettività come forma di oggettività
–
Rapporto con l’esperienza: non c’è spazio - almeno
sul lungo periodo - per “Imposture intellettuali” (Sokal
e Bricmont in Social Text vs. Jacques Lacan, Julia
Kristeva, Luce Irigaray, Bruno Latour, Jean Baudrillard,
Gilles Deleuze, Félix Guattari)
–
Non c’è distinzione tra naturale e artificiale
–
La natura è matrigna, indifferente
La conoscenza scientifica è programmaticamente
incompleta
Estrema temerità mi è parsa sempre quella di
coloro che vogliono far la capacità umana
misura di quanto possa e sappia operar la
natura, dove che, all’incontro, e’ non è effetto
alcuno in natura, per minimo che e’ sia,
all’intera cognizion del quale possano arrivare i
più specolativi ingegni.
[Galileo Galilei, Dialogo, Einaudi, Torino 1970, p. 125.]
Ma allora:
come agire affinché la coppia natura matrigna
- scienza programmaticamente incompleta
non generi il consenso popolare su
descrizioni sostanzialmente inquietanti del
rapporto che intercorre tra gli esseri umani, le
indifferenti cose del mondo esterno e gli
sviluppi tecnologici più imprevedibili?
Dando spazio agli insegnamenti che da Galilei in poi
rivendicano a gran voce il primato della ragione,
la pazienza e la tenacia della ricerca “da bancone”,
l’importanza di tenere vivo lo spirito critico,
il dialogo aperto e tollerante,
il senso di responsabilità dell’uomo che solo può basarsi
sulla conoscenza e sulla cultura,
la solidarietà leopardiana del genere umano tutto.
Tutti appelli che trovano orecchie pronte ovunque fuorché
nello “stupidissimo e stolidissimo volgo” e nella folla
accademica dei “filosofi in libris”.
Nel corso di alcuni recenti interventi, Freeman Dyson ha
affermato, in tono semiserio, che gli scienziati possono
essere divisi in due gruppi, da un lato gli uccelli e dall’altro
le rane.
Gli uccelli volano alto nell’aria e scrutano le vaste distese
della scienza spingendo lo sguardo lontano, fino
all’orizzonte. Prediligono i concetti che unificano i nostri
modi di pensare e partendo da punti diversi del paesaggio
riuniscono una molteplicità di problemi. Le rane invece
vivono nel fango della terra e vedono solo i fiori che
crescono nei pressi.
Ebbene, utilizzando la tassonomia di Dyson, uno
scienziato deve essere al tempo stesso una rana e un
uccello.
BIBLIOGRAFIA
• P. Rossi (a cura di), Storia della Scienza Moderna e
Contemporanea, UTET, Torino 1988.
• N. Biggs, E. K. Lloyd, R. Wilson, Graph Theory, Oxford
University Press, Oxford 1986.
• T. Regge, G. P., Spazio, tempo e universo. Passato, presente
e futuro della teoria della relatività, UTET, Torino 2003.
• A. Pais, Inward Bound, of matter and forces in the Physical
word, Oxford University Press, Oxford 1986.
• L. Hoddeson, E. Braun, J. Teichmann, S. Weart, Out of the
Crystal Maze. Chapters from the History of Solid-State Physics,
Oxford University Press, Oxford 1992.
• G. Peruzzi, S. Talas, Bagliori nel vuoto. Dall’Uovo elettrico ai
raggi X: un percorso tra elettricità e pneumatica dal Seicento a
oggi, Canova, Treviso 2004.
