Storia della scienza - scienza, tecnologia e società

Scienza, tecnologia e società

Lo stato della civilizzazione greca all'inizio del VI secolo a.C.

Dagli inizi dell'VIII secolo, la ripresa economica e la reintroduzione della scrittura mediante l'alfabeto fenicio favorirono l'inizio della grande stagione culturale greca e l'uscita dal periodo del medioevo ellenico. È a quest'epoca che si può far risalire la composizione scritta dell'Iliade, dell'Odissea, delle opere di Esiodo.

All'inizio del VI secolo, Mileto è città fiorente, la più popolosa città greca dell'Asia, uno dei principali porti commerciali, aveva colonie e scali commerciali in Asia, nel Mediterraneo e anche in Egitto (Naucratis). Mileto era in contatto economico e culturale con l'intero mondo Mediterraneo e Mediorientale. La Grecia è organizzata in città-stato ognuna governata da un'oligarchia, e gelosa della propria indipendenza. I cittadini potevano partecipare alle assemblee per decidere le leggi, scegliere i consiglieri e i giudici della città, per dichiarare guerre, per imporre nuove tasse.

Contemporaneamente, anche la speculazione filosofica iniziò a muovere i primi passi nelle colonie greche orientali ed ebbe tra le figure di spicco pensatori come Talete, Anassimandro, Anassimene, Parmenide ed Eraclito.

Alla fine del VI secolo, dopo il rovesciamento della tirannide di Ippia (510), Clistene realizzò una profonda riforma della costituzione ateniese che segnò la nascita della democrazia ad Atene e nel mondo (507).

La scrittura ideografica, l'alfabeto fonetico, scuola, scienza e democrazia

La lingua scritta inizia a fare la sua comparsa durante il IV millennio a.C. (3500 a.C. circa) e precisamente nell’area Mesopotamica. In breve si tratta di una sequenza di segni pittografici incisi su tavolette di argilla. È questo il più antico sistema di scrittura che ci sia direttamente noto attraverso i documenti. Il primo esempio di scrittura si è avuto seimila anni fa, alla metà del IV millennio a.C., come abbiamo detto per opera dei Sumeri, in Mesopotamia (circa 600 segni cuneiformi).

Successivamente gli Egizi intorno al 3000 a.C. inventarono il loro sistema di scrittura (geroglifica circa 5000 segni), i cinesi nel 1500 a.C. Nel 1200 a.C. circa i Fenici inventarono un facile alfabeto consonantico. L’alfabeto fenicio aveva i segni per rappresentare i suoni delle consonanti, ma per essere completo bisognava riuscire a rappresentare anche i suoni delle vocali. Così, intorno all’800 a.C. i Greci inventarono la scrittura alfabetica completa. Si ritiene che la grandezza della scoperta dei Greci fu quella di aver individuato le vocali e quindi di aver diviso la sillaba (consonanti e vocali) dando alle due componenti una identità anche visiva definita.

Con l'alfabeto greco completo c'era più possibilità di rispettare la ricchezza e la complessità del linguaggio quotidiano, consentendo di descrivere più adeguatamente l'esperienza umana. In pratica l’alfabeto greco avendo un vocabolario più ampio, poteva permettersi una scrittura più espressiva e una maggiore ricchezza di sostantivi, verbi e aggettivi. Fu soprattutto per questo motivo che il mondo greco ottenne notevoli risultati in numerose branche del sapere, ed esercitò un primato intellettuale su altri popoli dell’antichità per parecchi secoli. Gli Etruschi e poi i Latini adottarono tale scrittura, la perfezionarono e così si diffuse in tutto il mondo.

Il sapere diventa patrimonio condiviso di una larga parte della classe dominante. Vi è un processo di laicizzazione, oltre che della vita pubblica, anche del sapere. La legge è ridiscussa in continuazione. La base culturale della nascita della scienza è, quindi, la stessa base sulla quale si appoggia la nascita della democrazia: la scoperta dell’efficacia della critica e della discussione fra eguali, nell’ottica dell’idea che una proposta migliore può sempre venire fuori.

La scoperta del metodo scientifico nasce dal confronto: laicizzazione, l’idea che le leggi, le idee non sono statiche ma soggette a rivisitazione, che le idee migliori nascono dalla discussione, che permette di far emergere le idee migliori.

Indizi della struttura sferica/3D della Terra 600-500 a.C.

I Cinesi sostenevano che la Terra fosse piatta. I Greci sostenevano la sfericità della Terra. Anassimandro sosteneva che il bambino si fa il concetto della Terra piatta. Secondo gli antichi il Sole passava sotto un tunnel sotterraneo.

• Il Sole dove va a finire quando sorge di nuovo? I popoli antichi (Egiziani, Cinesi) pensavano che il Sole, al tramonto, percorreva un tunnel sotterraneo e passava dall’altra parte.
• La barca si inabissa e questo è in contrasto con la teoria della Terra piatta. Di ciò si accorgono i Greci e i Fenici che vivono lungo le coste. Questo è un indizio della struttura sferica della Terra.
• La linea dell’orizzonte dipende dall’altezza dell’osservatore e anche ciò è in contrasto con la teoria della Terra piatta.
• Un'altra evidenza è il piegamento del Sole. La posizione del mezzogiorno indica il Sud. Il Sole ha un andamento est-ovest inclinato verso Sud. Il piegamento del Sole indica che la Terra non è piatta.

I contributi di Anassimandro (Sulla natura)

Anassimandro assume per certo che la Terra sia curva. Nega che il Sole ritorni al punto di partenza. Da Aristotele in poi nessuno ha più messo in dubbio la sfericità della Terra. Ogni stella gira intorno alla Stella Polare. Alcune stelle sorgono e tramontano, Anassimandro dice che allora non è solo il Sole che ha un tunnel ma tutto l'Universo, secondo lui non è possibile che ci siano tutti questi tunnel. La geniale intuizione di Anassimandro è supporre che la Terra sia un sasso che galleggia nel vuoto, che non è appoggiata su nulla e che non cade perché non ha nessuna grande massa intorno, quindi nessuna direzione verso la quale cadere. Un oggetto nel vuoto se non ha niente intorno non cade, tutto gira intorno.

Questa osservazione soddisfa i marinai. Piace ai Greci perché permette di spiegare l'orizzonte, il tramonto, l'ora della notte.

La prima rivoluzione cosmologica di Anassimandro

• La Terra da piatta diventava un corpo finito che galleggia nello spazio.
• Profondità del cielo, i corpi celesti sono molto distanti da noi e a distanze diverse.

Indizi:

• Il Sole tramonta ad occidente e ricompare ad oriente.
• Le stelle dell'Orsa Minore ruotano intorno alla Stella Polare in 24 ore.
• Le altre stelle compiono, sempre in 24 ore, un giro sempre più grande man mano che ci si allontana da esse, fino ad arrivare alle stelle che arrivano a sfiorare l'orizzonte a Nord, a volte si vedono queste sparire dietro alle montagne e ricomparire poco dopo un po' più ad occidente. Se passano sotto la Terra ci deve essere spazio vuoto sotto di essa.

Difficoltà nel concepire l'idea

• Abbandonare l'immagine del mondo che ci è familiare.
• Costruire un’alternativa credibile. La Terra non cade perché non è dominata da nessun altra cosa. Le cose cadono perché hanno la Terra verso cui cadere. Alto-basso sono relativi alla Terra. Il mondo non è come ci appare.

Einstein: relatività ristretta, la simultaneità cioè la nozione di “adesso” non è assoluta, bensì relativa allo stato di moto dell’osservatore (Maxwell, Galileo, Newton).

Idee attribuite ad Anassimandro

• I fenomeni meteorologici hanno cause naturali, l'acqua della pioggia è quella che evapora, i tuoni e i lampi sono causati dallo spaccarsi delle nubi, i terremoti dallo spaccarsi della terra dovuto al caldo eccessivo o alla pioggia.
• La Terra è un corpo di dimensione finita che galleggia nello spazio. Non cade perché non è dominata da nessun altro corpo e non ha una direzione speciale verso cui cadere.
• Sole, Luna e Stelle ruotano intorno alla Terra compiendo cerchi completi. Sono portati da immense ruote, simili a ruote di carro. Le ruote sono internamente cave e piene di fuoco, sono bucate verso l'interno, attraverso questi buchi noi vediamo gli astri. Nei cerchi più vicini ci sono le stelle, in quello intermedio la Luna, in quello più lontano il Sole.
• La molteplicità delle cose che formano la natura è tutta derivata da un’unica fonte, o principio chiamato “apeiron”, cioè l’indistinto.
• Il trasformarsi delle cose le une nelle altre è regolato dalla necessità.
• Il mondo è nato quando dall'apeiron si sono separati il freddo e il caldo. Una sorta di sfera di fiamma è cresciuta intorno all'aria e intorno alla Terra “come la corteccia dell’albero”, che si è frantumata ed è rimasta confinata nei cerchi. La Terra si è gradualmente asciugata.
• Tutti gli animali vengono originariamente dal mare.

Punti

• Prima carta geografica.
• Uso dello gnomone per misurare l’altezza del Sole durante i suoi movimenti.
• Misura dell'inclinazione dell'ellittica.

Mancano diversi aspetti per poter definire scienza quella di Anassimandro

• Assenza dell’idea di cercare leggi matematiche che sottendono ai fenomeni naturali (scuola pitagorica, scuola alessandrina Ipparco e Tolomeo).
• Manca l’idea di esperimento, cioè la costruzione di situazioni artificiali per osservare e misurare eventi naturali (Galileo).

L'eredità di Anassimandro

È stato il primo geografo. Il primo biologo. Il primo astronomo a studiare il movimento degli astri celesti. È stato il primo a proporre l’idea di legge naturale, che guida l’accadere degli eventi nel tempo. È all’origine della tradizione critica che fonda il pensiero scientifico. Mette in discussione il suo maestro. Mette in discussione l’universalità della caduta dei corpi.

Circumnavigazione dell'Africa effettuata dai Fenici (finanziati dagli Egiziani) nel 600 a.C.

Il re egizio Neco, intorno al 600 a.C., come racconta Erodoto, inviò una spedizione fenicia in esplorazione lungo le coste dell’Africa. La nave fenicia si allontanò verso sud e fece ritorno tre anni dopo da ovest, rientrando dallo stretto di Gibilterra. Il Sole nell’emisfero australe indica il Nord a mezzogiorno. I Fenici passano l’equatore, al capo di Buona Speranza vedevano il Sole a Nord. La circumnavigazione dell’Africa spinge i Greci e i Fenici stessi alla circumnavigazione del Mediterraneo e a spingersi nell’Oceano perché non c’è alcun precipizio.

La misurazione delle dimensioni della Terra: Eratostene (250 a.C. era alessandrina)

Come si fa a misurare le dimensioni della Terra? Ad Eratostene, direttore della biblioteca di Alessandria, fu affidato di fare il catasto della terra intorno al Nilo. Misura da Nord a Sud la lunghezza del Nilo. L’evento si svolge tra Alessandria, che si trova alla foce del Nilo e l’attuale Assuan, allora chiamata Syene. Syene si trova quasi sul tropico del Cancro e Alessandria si trova a nord di Syene, quasi sullo stesso meridiano terrestre. Come strumento usa lo gnomone.

A mezzogiorno d’estate Eratostene misura l’altezza del Sole nella città di Alessandria. Poiché sa che il Sole è perfettamente perpendicolare a Syene ottiene l’angolo tra la verticale ad Alessandria e la verticale a Syene. Siccome l’angolo risulta essere 1/50 dell’intera circonferenza e poiché la distanza tra le due città risulta essere di circa 5000 stadi (800 km), dedusse che la circonferenza terrestre era di 5000X50=250.000 stadi (250000x160 valore i 1 stadio=40.000 km attuali). Eratostene assume che il Sole sia molto lontano dalla Terra e che sia tondo, tale che i suoi raggi siano tutti paralleli e colpiscono la Terra parallelamente.

Per fare il catasto dei campi, confini e proprietà vengono sommati le misure a scaletta delle proprietà, dando una distanza ottimale tra Alessandria e Syene, che risulta di 5000 stati. Il ragionamento di Eratostene è il seguente: se ci troviamo in un punto al Nord vediamo il Sole declinato di un certo angolo. Se conosciamo la distanza tra il tropico e il nostro punto si può conoscere la distanza tra la Terra e il Sole che diventa la tangente dell’angolo. = prossimo ai 90°.

Se la Terra fosse stata piatta allora alfa’<alfa invece alfa’=alfa perciò la Terra non è piatta. Il gesuita Matteo Ricci spiega ai gesuiti che la Terra è tonda. Se l’angolo è 1/50 del cerchio, la distanza è 1/50 della circonferenza.

Tolomeo dà forma matematica ai modelli antichi (150 d.C.)

Greco d'Egitto, periodo di Adriano/Traiano. 100/175 d.C. Medioevo ellenico dal crollo della civiltà micenea, 1000 a.C. fino all'VIII/VII sec. a.C. (2 secoli prima di Anassimandro). La scrittura non è più la lineare B, dei micenei, ma alfabeto fonetico ereditato dai Fenici e adattato alla lingua greca (750 a.C.). La lingua greca ha meno consonanti del fenicio. Le consonanti inutilizzate sono trasformate in vocali, nasce una scrittura più semplice ed accessibile a molti e che imita la voce umana.

È il periodo che vede la nascita della democrazia (la polis). Solone scrive la prima costituzione democratica ad Atene (contemporaneo di Anassimandro). La legge non è più legge divina. Non è data una volta per tutte ma ridiscussa in continuazione. Le decisioni migliori possono essere prese da una discussione fra tanti, invece che dall’autorità di uno solo. Successivamente, con l’impero romano e la cristianità si rofonderà la teocrazia.

Tolomeo nel II secolo d.C. proseguì la tradizione geocentrica, inaugurata da Eudosso e Callippo (modello a sfere concentriche), innovata da Aristotele prima e da Apollonio e Ipparco poi (modello a sfere concentriche), a cui aggiunse importanti acquisizioni.

La teoria geocentrica era quella che rispondeva meglio alla mentalità greca, perché supportata da un apparato matematico notevole, che rispondeva perfettamente alle regole della fisica dominante, quella aristotelica.

• La sfericità dei cicli.
• La sfericità della Terra.
• La terra ferma al centro dell’universo.

La posizione centrale della Terra e la sua immobilità totale erano giustificate con la tendenza dei gravi a cadere verso il centro di essa in quanto centro dell’Universo (argomento della torre). Rifiutava il moto di rotazione terrestre con l’obiezione che in tal caso tutti i gravi sarebbero dovuti cadere verso Ovest, restando indietro rispetto al moto della Terra verso Est. Inoltre la velocità di rotazione terrestre avrebbe dovuto essere enorme.

In generale, egli adotta il modello di Apollonio e Ipparco, dei cicli e degli epicicli, scegliendo di volta in volta quello più semplice. Spiega con l’eccentrica il cambiamento delle stagioni. Tolomeo calcolò con precisione epicicli ed eccentrici per la Luna e i pianeti, sulla cui base costruì delle tabelle di determinazione della loro posizione e delle retrogradazioni.

Tolomeo lascia due opere fondamentali, “La Geographia”, in greco: descrizione della Terra. “L’Almagesto”, tradotto dal greco all’arabo: descrizione dell’Universo. Entrambe le opere furono tradotte in latino da Federico II di Sicilia nel 1200 d.C. circa. Questi due testi sono alla base di tutta la conoscenza del Medioevo. Tutte le ipotesi di Tolomeo vengono accettate.

“Geographia”. La Terra è sferica per Tolomeo e aveva un buon posizionamento. La distanza tra le Canarie e il Giappone per Tolomeo era di 180°, in realtà sono 230°. Secondo Tolomeo l’Asia si estendeva fino all’attuale America, ed era di circa 4000 km. Per Eratostene la distanza tra Canarie e Giappone è di 230° e in mezzo c’è il mare, circa 20.000 km. Tolomeo in presenza di contraddizioni con le osservazioni rinunciava a dare spiegazioni del meccanismo fisico, perché il suo intento era quello di costruire un modello matematico atto a fornire dati precisi, senza curarsi della congruità fisica del modello usato.

La disputa fra Colombo e i professori dell'Università di Salamanca (1491)

I due punti della disputa fra Cristoforo Colombo e gli universitari di Salamanca:

• Nell’ipotesi di Tolomeo per arrivare dalle Canarie al Giappone ci sono 4000 km.
• Per Eratostene 20.000 km.

Colombo voleva avere il finanziamento per l’impresa. Le caravelle erano lunghe 30 m, con una velocità media di 9 km/h. Le caravelle erano navi a vela con quattro alberi e cinque vele.

Quindi:

• Canarie/Giappone 4000 km circa 20/25 gg.
• Canarie Giappone 20000 Km circa 100/125 gg.

Il problema non era il cibo ma l’acqua potabile. Nell’antichità si viaggiava bordeggiando per rifornirsi di acqua potabile. Colombo voleva bordeggiare fino alle Canarie e poi affrontare il mare aperto. Colombo sosteneva Tolomeo, i professori di Salamanca Eratostene. Colombo sostiene Tolomeo per partire a tutti i costi, sapeva che nell’Atlantico c’erano venti costanti est-ovest e, quindi, poteva aumentare la velocità. Quando Colombo torna dall’America viene accettata l’ipotesi della terra piccola. Colombo era convinto di essere arrivato in Giappone, le Indie.

A quell’epoca c’era competizione tra portoghesi e spagnoli. I portoghesi avevano viaggiato sempre verso est, Colombo va verso ovest. Si cerca di evitare lo scontro tra portoghesi e spagnoli e si divide a metà il mondo con il trattato di Torde...