Riassunto esame Storia della scienza, prof. Petruccioli, libro consigliato Istituzioni di storia della scienza, Beretta

Materiali didattici

La filosofia della natura degli atomisti e di Platone

Per gli atomisti (Democrito, Epicuro, Lucrezio) la realtà è fatta di atomi eterni e indistruttibili, differenti per forma e grandezza, che si muovono nel vuoto. Tutto nasce dalla combinazione meccanica di atomi, anche la vita e il pensiero. Meccanicismo, determinismo. "Democrito ritiene che la materia di ciò che è eterno consiste in piccole sostanze infinite di numero; e suppone che queste siano contenute in altro spazio, infinito per grandezza; e chiama lo spazio coi nomi di vuoto e di niente e di infinito, mentre dà a ciascuna delle sostanze il nome di ente e di solido e di essere. Egli reputa che le sostanze siano così piccole da sfuggire ai nostri sensi; e che esse presentino ogni genere di figure e differenze di grandezza. Da queste sostanze, dunque, in quanto egli le considera come elementi, fa derivare e combinarsi per aggregazione i volumi visibili e in generale percettibili" (Simplicio, De coelo).

Dal caos all'ordine: il cosmo ordinato che vediamo è il frutto di un processo casuale e fondamentalmente non finalistico, conseguenza di una serie infinita di tentativi ed errori. Ogni processo è deterministico, non esistono fini e scopi in natura. "Nella primitiva comunione, dunque, di tutte le cose, dicono che il cielo e la terra avevano un solo aspetto, essendo mescolata la loro materia; in seguito, poi, separandosi i corpi l'uno dall'altro, il mondo andò assumendo tutto quest'ordinamento che si vede in esso" (Diodoro Siculo).

Per Platone, la realtà è fatta di entità discontinue di carattere geometrico (pitagorismo). L'ordine del mondo reale e perituro è frutto di un'opera di formazione (cosmogonia) del Demiurgo, che opera su una materia informe, eterna, ispirandosi teleologicamente alle forme del mondo ideale ed eterno. Ilozoismo significa animazione universale, anti-meccanicismo. Finalismo, che rimanda ad un disegno extra-naturale. "Dio, volendo che tutte le cose fossero buone e, per quanto era possibile, nessuna cattiva, prese dunque quanto c'era di visibile che non stava quieto, ma si agitava sregolatamente e disordinatamente, e lo ridusse dal disordine all'ordine, giudicando questo del tutto migliore di quello. ...Ragionando dunque trovò che delle cose naturalmente visibili, se si considerano nella loro interezza, nessuna, priva d'intelligenza, sarebbe mai stata più bella di un'altra, che abbia intelligenza, e ch'era impossibile che alcuna cosa avesse intelligenza senz'anima. Per questo ragionamento, componendo l'intelligenza nell'anima e l'anima nel corpo, fabbricò l'universo affinché l'opera da lui compiuta fosse la più bella secondo natura e la più buona che si potesse. Così dunque secondo ragione verosimile si deve dire che questo mondo è veramente un animale animato e intelligente generato dalla provvidenza di dio" (Timeo, VI).

La filosofia della natura di Aristotele

Enciclopedia del sapere

La filosofia della natura aristotelica ha un carattere sistematico ed organico, in cui ogni aspetto si tiene reciprocamente. Di qui la sua forza teorica e la sua fortuna attraverso la cultura occidentale. La filosofia è esplicativa, coglie l'essenza dei fenomeni, mira all'oggettività. Rifiuto di ogni prospettiva idealistica o fenomenistica. "Noi affermiamo di conoscere un oggetto particolare solo quando reputiamo di conoscerne la prima causa" (Metafisica, I, 3).

Il sistema aristotelico si fonda su postulati filosofici generali (materia-forma, potenza-atto, causa, fine) e precise assunzioni logiche ed epistemologiche (realismo, senso comune, sintesi tra induzione e deduzione).

Il movimento

Il movimento è la caratteristica peculiare dei fenomeni naturali. "La natura è un principio e una causa del movimento e della quiete in tutto ciò che esiste di per sé e non per accidente" (Fisica, II, 1). Il movimento costituisce il passaggio dalla potenza all'atto di una sostanza finita, che conserva ancora la sua potenzialità. "L'atto di ciò che è in potenza, in quanto tale, è il movimento" (Fisica, III, 1); "C'è ciò che è soltanto in atto o soltanto in potenza, e ciò che è in potenza e in atto.... Io chiamo movimento l'atto di ciò che è in potenza in quanto tale... Il movimento sembra essere un certo atto, ma un atto imperfetto" (Metafisica, XI, 9).

Lo stato naturale dei corpi è la quiete: per spiegare il movimento occorre una causa, un motore. Non esiste movimento senza motore e senza contatto (anche nel caso, apparentemente anomalo, dei proiettili). "Le cose che non si toccano reciprocamente non hanno la possibilità, in senso proprio, di agire e di patire" (Della generazione e corruzione, I, 6). Ogni corpo può avere un solo movimento. Esistono solo il movimento rettilineo e il movimento circolare. Quest'ultimo si identifica con la quiete. Sulla terra, che è la dimensione dell'imperfezione, ogni cosa è in divenire, in potenza: cioè in movimento. "Poiché la natura è principio del movimento e del cambiamento e noi stiamo studiando metodicamente la natura, non ci deve rimaner nascosto che cosa sia il movimento. È inevitabile, infatti, che, se questo si ignora, si ignori anche la natura" (Fisica, III, 1).

Il mondo

Un mondo uno, finito, pieno, circolare, eterno. Un mondo diviso in due sfere ontologicamente separate ed incomunicabili: la terra e il cielo. Qui il divenire, l'imperfezione e il movimento rettilineo; là l'identità, la perfezione e il movimento circolare uniforme.

La natura

La natura (terrena) è la dimensione del divenire e della potenza. I costituenti ultimi della realtà sono le qualità primarie (caldo-freddo, secco-umido). Una fisica delle qualità, che non comprende il concetto di quantità, di misura, di matematica. Gli elementi (terra, acqua, aria, fuoco) sono derivati, dipendono dalla combinazione delle qualità. Ogni sostanza è composta di materia e forma (qualità). Le trasformazioni dei corpi prevedono la sostituzione di una forma col il suo opposto in un sostrato materiale. Ogni cosa tende a raggiungere la propria perfezione, cioè l'atto, la quiete. La natura è pervasa in ogni aspetto dalla finalità e dalla vita: ilozoismo. Per questo la scienza (che è sapere esplicativo) pone come modello epistemologico supremo la ricerca delle cause finali dei fenomeni. Un finalismo su scala naturalistica, antitetico rispetto al meccanicismo degli atomisti, che tuttavia non rimanda oltre la dimensione della natura (come era in Platone e sarà ancora di più con il cristianesimo).

Il sistema planetario

Aristotele elabora un sistema cosmologico, non astronomico: una scienza fisica nel senso dell'episteme, che ricerca le cause e spiega il funzionamento reale del meccanismo planetario. Esso si basa sullo schema delle sfere omocentriche immaginato (in via ipotetica) dal matematico Eudosso. Aristotele considera l'astronomia non una scienza ma una techne, che si occupa di misurazioni matematiche, predice le posizioni passate e future dei pianeti sulla volta celeste, senza occuparsi delle cause fisiche che li producono. Il sistema delle sfere ha una valenza calcolatoria ed ipotetica in Eudosso; una valenza fisica in Aristotele.

Geocentrismo: la Terra e le 8 sfere su cui sono incastonati i pianeti e le stelle fisse. Le sfere sono piene, compatte e impenetrabili: su di esse sono infissi i corpi celesti, che quindi sono immobili e non possono ruotare. Le anomalie del sistema delle sfere: le variazioni di luminosità di Venere e Marte. La necessità di moltiplicare il numero delle sfere (fino a 55).

Cos'è che fa muovere le sfere? Dal complesso del sistema aristotelico emergono due prospettive diverse e sotto molti aspetti contraddittorie.

• Prima interpretazione: il moto circolare uniforme è una proprietà specifica e naturale del cielo, che dipende dalla sua natura eterea. I corpi celesti si muovono da sé; non come voleva Platone per azione di un'anima o di una causa esterna. Ogni singola sfera planetaria è mossa per contatto diretto dalla sfera immediatamente superiore. Ne deriva un'immagine meccanica e "laica" dell'universo, secondo la quale la sfera delle stelle fisse costituisce il limite estremo dell'esistente, oltre il quale non ci può essere nulla di fisico che sia superiore a lui, che è per essenza perfetto. "Al di fuori del cielo non c'è, né è ammissibile che venga ad essere, alcuna mole corporea... Cosicché né ora vi sono più cieli, né vi furono, né è ammissibile che abbiano mai a sorgere: questo cielo è uno, e solo, e perfetto" (Sul cielo, I, 9).
• Seconda interpretazione: Aristotele sostiene che il cielo è vivente ed animato: gli astri e le sfere possiedono un'anima. Ogni pianeta e sfera celeste potrebbe quindi essere mossa da un proprio "motore interno". Ma la cosmologia finisce per trascendere verso la teologia. Aristotele afferma che esiste una realtà superiore al cielo, cioè un motore trascendente incorporeo, la cui immutabilità assicura la regolarità e l'eternità del movimento celeste. "Poiché tutto ciò che si muove vien mosso da un motore ...ciò che muove ... è incorporeo (Sul cielo, II, 6). Questa realtà superiore è chiaramente Dio, il Primo Motore immobile che pone fine alla catena dei motori mossi, evitando così l'infinito. "Se necessariamente tutto ciò che è mosso è mosso da qualcosa, è anche indispensabile che esso sia mosso o da qualcosa mossa da altro o no; e se è mosso da un'altra cosa mossa, è necessario che ci sia un primo motore non mosso da altro" (Fisica, VIII, 5).

Dio è separato dal mondo e muove la sfera delle stelle fisse (e quindi tutto il sistema) come causa finale, non come causa meccanica. Dio opera come oggetto di desiderio e di intellezione da parte del primo cielo. Muove le sfere come un oggetto d'amore muove colui che lo ama: "[La causa finale] ...produce il movimento come fa un oggetto amato, mentre le altre cose producono il movimento perché sono esse stesse mosse... Il primo motore, dunque, è un essere necessariamente esistente e, in quanto la sua esistenza è necessaria, si identifica col bene e, sotto questo profilo, è principio... E' questo, dunque, il principio da cui dipendono il cielo e la natura. Ed esso è una vita simile a quella che, per breve tempo, è per noi la migliore... Se pertanto Dio è sempre in quello stato di beatitudine in cui noi veniamo a trovarci solo talvolta, un tale stato è meraviglioso; e se la beatitudine di Dio è anche maggiore, essa è oggetto di meraviglia ancora più grande. Ma Dio è appunto in tale stato! Ed è sua proprietà la vita, perché l'atto dell'intelletto è vita, ed egli è appunto quest'atto, e l'atto divino, nella sua essenza, è vita ottima ed eterna. Noi affermiamo allora che Dio è un essere vivente, sicché a Dio appartengono vita e durata continua ed eterna: tutto questo appunto è Dio" (Metafisica, XII, 7).

L'astronomia di Tolomeo

L'impianto classico della cosmologia aristotelica (immobilità e centralità della Terra, finitezza dell'universo, movimenti circolari uniformi dei pianeti), ma reinterpretandolo in chiave di pura modellistica matematica. Ritorna in sostanza alla prospettiva di Eudosso, ma respingendo il sistema delle sfere. Verità ed ipotesi, fisica e matematica: due vie separate e incommensurabili. L'astronomia non si propone di spiegare la struttura (fisica) e il funzionamento (meccanico) dell'universo, ma soltanto di proporre modelli ed ipotesi in grado di "salvare i fenomeni": cioè predire le posizioni apparenti dei pianeti sulla sfera celeste. L'astronomo matematico cerca di ricondurre gli irregolari movimenti apparenti dei pianeti a combinazioni di moti circolari e uniformi. Per fare questo ricorre ad artifici matematici (eccentrico, epiciclo su deferente, equante), senza preoccuparsi di valutare se il mondo è davvero fatto e funziona così.

La novità dell'equante finisce per mettere in discussione il principio dell'uniformità delle orbite circolari. La velocità angolare del pianeta rimane costante rispetto al punto equante, ma la sua velocità lineare lungo la circonferenza non è più uniforme. Tolomeo si rende conto della complessità ed artificiosità del proprio sistema, ma ritiene che il criterio della esattezza dei calcoli debba prevalere su quello della semplicità e dell'armonia. "Non si obietti a queste ipotesi che sono troppo complicate o difficili da afferrarsi. Fin che si può, bisogna adattare ai moti celesti le ipotesi più semplici; ma se ciò non riesce, occorre scegliere quelle ipotesi che meglio si adeguano ai fatti" (Almagesto).

Anche se la sua attenzione è rivolta all'elaborazione di un modello matematico esatto, anche Tolomeo non può esimersi (al pari di Aristotele e dei fisici) dall'affrontare il problema della costituzione vera dell'universo e del suo funzionamento. Proprio per questo aveva respinto (per motivi fisici ripresi da Aristotele) il modello eliocentrico proposto (in senso matematico) da Aristarco di Samo. Per lo stesso motivo, in un altro trattato (cosmologico più che astronomico) intitolato "Ipotesi dei pianeti", riprende anche lui, accanto agli epicicli, le sfere planetarie, pur criticando a fondo il sistema aristotelico delle sfere omocentriche.

Pur affermando anche lui che le sfere sono fatte di etere, Tolomeo nega che siano piene: pensa invece una materia eterea fluida e penetrabile, dentro la quale i pianeti si muovono liberamente. Il mondo resta pieno, ma composto da una successione di strati concentrici e contigui (le sfere), in cui la superficie convessa esterna segna il limite superiore di oscillazione del pianeta al suo apogeo e la superficie concava interna il limite inferiore del perigeo. Ogni sfera ha spessori diversi; i pianeti non sono più immobilizzati sulle sfere, anche se non sono completamente liberi nelle loro orbite (come avrebbe sostenuto nel Rinascimento Giordano Bruno, quando sarebbero crollate le sfere). Per Tolomeo le sfere e gli epicicli sono ormai diventati "canali" materiali in cui rotolano i pianeti: non sono semplici ipotesi matematiche, ma realtà fisiche.

Cos'è che fa muovere i pianeti? Anche in questo caso Tolomeo prende le distanze da Aristotele. Non sono le sfere, ma un'anima spirituale intrinseca ai pianeti stessi. Non a caso Tolomeo li paragona ad uccelli: "Si prendano gli uccelli, che noi vediamo, come esempio per i movimenti delle cose che si trovano in cielo... Gli uccelli, se si muovono di un movimento proprio, hanno l'origine di quel movimento nella forza vitale che risiede in essi... In questo modo dobbiamo pensare avvenga il movimento delle essenze celesti... Dobbiamo supporre che tra i corpi celesti ogni pianeta possieda per se stesso una forza vitale e si muova da sé, e dia moto ai corpi uniti ad esso per natura" (Le ipotesi dei pianeti).

La cosmologia di Copernico

Il "De revolutionibus orbium coelestium" (1543) di Copernico segna l'inizio della Rivoluzione scientifica ed avvia a soluzione la grande questione cosmologica, che sarebbe stata risolta da Newton nel 1687 con la scoperta della gravitazione universale. Una nuova immagine del mondo e della posizione dell'uomo nell'universo si imponeva alla mente umana, determinando riflessi ideologici, religiosi e perfino sociali e politici di enorme portata che avrebbero caratterizzato tutta la modernità. Per la prima volta, ed in modo clamoroso, la scienza smentiva la visione antropomorfica del senso comune. Come avrebbe scritto Freud, quella astronomica di Copernico era la prima delle tre grandi umiliazioni che la scienza avrebbe inflitto al narcisismo dell'uomo (le altre – biologica e psicologica - sarebbero state opera di Darwin e dello stesso Freud).

Eppure, nonostante la rottura con il passato, il tranquillo canonico polacco non voleva compiere nessuna rivoluzione, anzi per molti aspetti era uno spirito conservatore. Non fu certo per caso che Copernico dedicò il proprio capolavoro al Papa, convinto che il maggior vantaggio che si potesse ricavare dai suoi calcoli fosse la riforma del calendario giuliano. Non temeva neppure che la sua teoria avrebbe creato problemi teologici con la Chiesa, se scriveva: "Se per avventura vi saranno dei perdigiorno, i quali, sebbene ignoranti totalmente in matematica, si arrogheranno il diritto di giudicare la mia opera e, sulla base di qualche brano della Scrittura interpretato malamente secondo il loro interesse, oseranno criticare e schernire questo mio progetto, io non mi curerò di loro". Ma si illudeva (al pari di Galileo), come aveva bene intuito il teologo protestante Andrea Osiander, che, all'insaputa dell'autore, aveva premesso un'introduzione al "De revolutionibus", nella quale suggeriva di interpretare in chiave matematico-calcolistica - e non fisica - le nuove teorie eliocentriche. "Non è necessario che queste ipotesi siano vere – scrivea -, anzi neppure che siano verosimili, ma basta solo che mostrino il calcolo congruente con i fenomeni osservati".

In definitiva, come è stato scritto, non fu Copernico a fare la rivoluzione copernicana; anzi...