Riassunto esame storia della scienza, Prof. Ciancio, libro consigliato "Storia della scienza in Occidente" (R. Maiocchi)

Storia della scienza in Occidente

L’antichità classica

Aristotele

(Stagira 384 – Calcide 322 a.C.; vive prevalentemente ad Atene) Concezione di scienza dimostrativa (coglie i caratteri tipici del modo di procedere dei matematici del suo tempo). D’altra parte non intende ridurre la scienza a matematica. Modello ideale di scienza: quello operante negli Elementi di Euclide.

La dimostrazione scientifica si sviluppa essenzialmente attraverso i sillogismi → sillogismo: argomentazione logica in cui, poste due premesse, ne deriva di necessità una conclusione (es. tutti gli uomini sono mortali, tutti i greci sono uomini, dunque tutti i greci sono mortali).

Se il suo ideale di scientificità è deduttivo, le sue ricerche scientifiche furono svolte seguendo una metodologia induttiva → induzione: forma di ragionamento che dall’esame di uno o più casi particolari giunge a una conclusione la cui portata si estende al di là dei casi esaminati. Le argomentazioni induttive hanno di norma la seguente forma: poiché gli oggetti di una certa classe individuata attraverso la proprietà P godono anche della proprietà Q, qualsiasi altro oggetto che goda di P godrà anche di Q.

Deduzione: nel significato più ampio, il rapporto di derivazione che lega, in un ragionamento, la conclusione alle premesse. A. identifica la deduzione con il sillogismo e ne specifica il significato come ragionamento che procede dall’universale al particolare, opposto all’induzione, che muove dai fatti particolari per giungere alla determinazione dei principi.

Metodo: 1. Ogni ricerca o orientamento di ricerca (“indagine” o “dottrina”); 2. Una particolare tecnica di ricerca (un procedimento di indagine ordinato, ripetibile e autocorreggibile, che garantisca il conseguimento di risultati validi). A. propone per le spiegazioni scientifiche di indagare su una gerarchia di quattro cause (materiale, formale, efficiente, finale), ma è la causa finale a rivestire massima importanza. Il finalismo è presente in tutta la sua opera scientifica e si palesa massimamente in biologia; l’impiego di spiegazioni finalistiche è uno dei motivi che spiegano l’altissimo livello scientifico da lui raggiunto in biologia, dove il finalismo è uno strumento di comprensione utilissimo.

Di grandissima importanza fu però anche la funzione avuta dall’attenta osservazione della natura. A lui si devono una grande massa di osservazioni minutissime accompagnate spesso da felici intuizioni interpretative (es. riconobbe che i cetacei sono mammiferi, distinse i pesci cartilaginei da quelli ossei, descrisse lo sviluppo dell’embrione del pulcino, studiò le abitudini delle api). Si interessò molto anche dell’anatomia umana, commettendo uno dei suoi “errori” più celebri, quello di aver posto nel cuore e non nel cervello la sede della sensibilità.

La classificazione dei viventi rappresenta il problema teorico fondamentale della biologia aristotelica. Nel De anima A. espone la concezione secondo cui tutti gli organismi compongono una gerarchia (da intendersi in senso statico) di forme, che ha al proprio vertice l’uomo. La molteplicità di dati gli rese impossibile giungere a formulare una classificazione perfettamente univoca e coerente.

Il metodo di classificazione dicotomica impiegato da Platone è per A. troppo semplicistico per poter veramente rappresentare la grande varietà delle forme viventi, che si distinguono tra di loro per un gran numero di differenze. La difficoltà di classificazione è accresciuta dal riconoscimento dell’esistenza di specie isolate e di specie intermedie tra un genere e l’altro.

A. individua alcuni generi fondamentali, i quali sono divisi in due grandi classi: animali con sangue (vertebrati) e animali senza sangue (invertebrati). L’uomo è una specie isolata. Esistono forme eccezionali, mezze piante e mezzi animali, come le spugne e le meduse.

Anche in fisica applicò prevalente importanza alla spiegazione finalistica. La fisica aristotelica, più della biologia, in certe sue parti si avvicina parzialmente all’ideale deduttivo. In genere, tuttavia, concede un grande spazio all’osservazione empirica.

Centrale è la dottrina del movimento, che per A. assume l’accezione di cambiamento, mutamento. Non a caso A. introduce accanto ai concetti di “essere” e “non-essere” un terzo concetto intermedio: “essere in potenza”. Il mutamento è il passaggio dall’essere in potenza all’essere in atto.

Riprende la tradizionale concezione dei quattro elementi naturali terra, acqua, fuoco, aria, ma non è disposto ad accettare il pluralismo ontologico e ricerca un principio unitario indicandolo nel principio degli opposti: ogni elemento è la combinazione di caldo o freddo, secco o umido (es. acqua = freddo + umido). Poiché da un elemento si può passare ad un altro sostituendo una qualità con il suo opposto, è assicurata l’unitarietà degli elementi.

La teoria dei quattro elementi è inserita da A. nella concezione platonica di una antitesi tra:

• Mondo dei cieli: dotato di perfezione, ben ordinato, eterno ed immutabile, a cui si addice un movimento circolare ed un quinto elemento, superiore a quelli terrestri e capace di muoversi di moto circolare, l’etere;
• Mondo terrestre: i corpi terrestri hanno una tendenza naturale a muoversi in modo rettilineo, verso il basso quelli pesanti (terra, acqua), verso l’alto quelli leggeri (aria e fuoco).

È l’avvicinamento e allontanamento rispetto al centro della Terra, considerato immobile, che stabilisce se un corpo si muove verso l’alto o il basso. Il finalismo di questa teoria è evidente: i corpi naturali si muovono spontaneamente al fine di raggiungere il luogo naturale dell’elemento che contengono in quantità preponderante (moto naturale).

Mentre i corpi celesti, costituiti da quinto elemento, si muovono soltanto del loro moto circolare eternamente, i corpi terrestri si muovono anche di moti violenti (differenti dai moti verso l’alto e il basso). La causa di questi moti è il movimento del Sole, che avviene in maniera tale da riscaldare non uniformemente la Terra, provocando così squilibri che turbano i movimenti naturali.

A. fu il primo filosofo greco ad occuparsi delle relazioni che intercorrono tra i vari fattori che determinano la velocità di un corpo in movimento. La velocità di caduta di un corpo è proporzionale al peso del corpo e inversamente proporzionale alla densità del mezzo in cui avviene la caduta. Si ricordi che nel pensiero antico il problema del movimento dei corpi non è mai affrontato facendo ricorso al concetto moderno di velocità (rapporto tra spazio e tempo) e vi fu per millenni una ripugnanza ad ammettere un rapporto tra grandezze non omogenee (es. spazi e tempi). Il movimento naturale di caduta per A. avviene con velocità crescente, ma egli non si preoccupa di precisare secondo quali modalità avvenga tale variazione di velocità.

Le leggi dinamiche aristoteliche erano suggerite dall’osservazione di fenomeni propri dell’esperienza quotidiana → esperienza: 1. partecipazione personale a situazioni ripetibili, come quando si dice “x ha esperienza di S” dove per S si intende una qualsiasi situazione o stato di cose che si ripeta con sufficiente uniformità per dare a x la capacità di risolverne alcuni problemi (carattere soggettivo); 2. appello alla ripetibilità di certe situazioni come mezzo per controllare le soluzioni che esse consentono: come quando si dice “la proposizione p è verificabile dall’esperienza” (carattere oggettivo).

Esperimento: per quanto la parola venga talora usata per indicare l’esperienza in generale, il suo valore specifico è quello di esperienza controllata o diretta, cioè di osservazione.

La dinamica moderna nascerà in opposizione a quella aristotelica, prendendo in considerazione oggetti che si muovono in un universo che rappresenta un’astrazione rispetto al mondo sensibile. Un simile processo di astrazione non poteva essere ammesso da A., il quale respingeva fermamente la possibilità di un movimento nel vuoto.

Una categoria particolare di moti violenti, quella dei movimenti dei corpi lanciati, i “proiettili”, poneva un problema concettuale: infatti per A. la causa del movimento, il motore, deve essere sempre presente e agente sul corpo mosso finché è in movimento. Per aggirare il problema A. attribuisce all’aria, che sta sempre in contatto con il proiettile, il ruolo di motore.

Teoria dell’impetus: dottrina introdotta in filosofia intorno al 1320 per designare un tipo particolare di forza motrice, quello che spiega il movimento di un proietto dopo che ha abbandonato la mano del lanciatore. Nella concezione aristotelico-scolastica ogni movimento postula l’esistenza di una causa che coesista col corpo mosso. Causa del movimento violento è l’aria che circonda il proietto.

In astronomia A. si preoccupò di inserire il maggior sistema scientifico del tempo, quello di Eudosso, nella cosmologia: se Eudosso e Callippo avevano elaborato delle teorie matematiche capaci di ridurre le orbite osservabili dei pianeti a movimenti circolari uniformi, A. volle dar corpo alle sfere omocentriche affrontando il problema di una loro interpretazione meccanica.

L’universo è concepito da A. come un mondo finito, chiuso entro la sfera, o cielo, delle stelle fisse, che sono corpi incorruttibili, mossi solo da movimento circolare. Al di là di questo cielo vi è solo il motore immobile; sotto al cielo delle stelle fisse vi sono i vari cieli del Sole, dei pianeti, e infine della Luna, che si muovono tutti di moto circolare. Nella regione sublunare, cioè tra la Luna e il centro della Terra, si muovono gli elementi dotati di movimento rettilineo. Il cosmo è: 1. unico; 2. eterno (ingenerato); 3. finito (compiuto); 4. pieno (non ha al suo interno il vuoto); 5. diviso in mondo celeste e mondo terrestre.

La questione astronomica fondamentale per A. diviene quella di spiegare come possa avvenire meccanicamente la trasmissione del movimento dalla sfera più esterna alle sfere più interne.

355: A. fonda il Liceo. I lavori degli allievi di A. sono importanti per la storia della scienza in quanto imitando il maestro, che aveva presentato le proprie idee come risultato di un’evoluzione storica, confrontandosi con autori precedenti, i discepoli compilarono molte opere nelle quali venne fatta la storia delle varie discipline scientifiche.

Dopo la morte di A. la direzione del Liceo fu assunta da Teofrasto di Ereso: pur essendo debitore ad Aristotele, si discosta da lui;

• Nel libro sulla metafisica sottopone a critica l’impiego sistematico della causa finale;
• In un saggio contesta la teoria dei 4 elementi, sostenendo che il fuoco non può essere considerato un elemento semplice, avendo caratteri particolari;
• Anche se T. non propone soluzioni alternative, le sue critiche contribuiscono a far rapidamente passare nel dimenticatoio la fisica di Aristotele;
• Il suo trattato sui minerali sarà per due millenni il più razionale e sistematico contributo sull’argomento. Procede, seguendo i dettami aristotelici, secondo uno schema classificatorio;
• Anche i suoi trattati di botanica sono impostati sul modello dei trattati zoologici aristotelici.

Successore di T. al Liceo fu Stratone, soprannominato “il fisico”. Come T. criticò il finalismo aristotelico, sino a ridurre la natura al casuale e spontaneo.

L’ellenismo a Roma

La breve rinascita dell’età imperiale

Tolomeo (attivo tra il 127 e 141 d.C., lavorò certo in Egitto, assai probabilmente ad Alessandria) La sua opera astronomica, assieme a quella medica di Galeno, è un grande esempio di scienza specialistica, ultimo bagliore prima dell’avvento di un lungo periodo di decadenza degli studi. Il suo capolavoro è il Sistema matematico (noto col nome arabo di Almagesto), nel quale vengono raccolti e sistematizzati tutti i risultati ottenuti dall’astronomia antica. Distingue la ricerca teorica in: “teologia” (studio delle divinità), “fisica” (studio del mondo mutevole della sfera sublunare) e “matematica” (la quale coincide quasi interamente con l’astronomia teorica). Teologia e fisica sono materie di congettura, la matematica consente una conoscenza sicura (procede secondo dimostrazioni aritmetiche e geometriche).

Il sistema astronomico si fonda su alcune tesi fisiche (ispirate ad Aristotele):

• I cieli sono sferici e composti di etere;
• La Terra è sferica e immobile (se si muovesse in linea retta lascerebbe indietro tutti i corpi che le stanno sopra, se ruotasse nuvole e uccelli si muoverebbero sempre verso ovest, i corpi pesanti non cadrebbero in verticale);
• I corpi pesanti tendono naturalmente verso il centro della Terra.

Secondo T. compito dell’astronomo è di “salvare i fenomeni” riconducendo gli irregolari movimenti apparenti dei corpi celesti a combinazioni di moti circolari uniformi. Egli riprende il modello formato da epicicli ed eccentrici aggiungendovi alcune modifiche. La più rilevante è l’introduzione del “punto equante”. Con questa introduzione facevano la loro comparsa movimenti circolari non uniformi, in chiara violazione del postulato filosofico che sempre aveva guidato l’opera degli astronomi. Questo nuovo artificio matematico solleverà molti dubbi, lo stesso Copernico rivendicherà al proprio sistema il merito di aver abolito il moto equante.

L’Almagesto è un testo interessato esclusivamente alla trattazione delle coordinate dei corpi celesti, tutta l’attenzione di T. è rivolta all’elaborazione di un modello matematico del sistema astronomico. Gli interessi di T. si indirizzano anche verso l’astrologia, di cui si occupa nel trattato Tetrabiblos. T. distingue il problema dell’analisi del movimento dei corpi celesti (oggetto dell’astronomia) da quello della determinazione dell’influenza degli astri sul mondo terrestre (campo d’indagine che non consente alcuna certezza). T. si occupò anche di ottica, opera importante ma che ci è nota solo indirettamente.

Galeno di Pergamo (129-200 d.C., si trasferì a Roma al servizio degli imperatori) Studioso prolifico, si occupa di medicina, ma anche di filosofia (grande ammiratore di Platone, scrive anche commenti ad Aristotele). La sua fisiologia si fonda su idee tradizionali, che tuttavia vengono analizzate, approfondite e precisate. Per esempio, aderisce alla tradizionale teoria dei quattro elementi naturali, ognuno caratterizzato da due delle quattro qualità elementari, tuttavia si rende conto delle confusioni, sottolineando come sia difficile definire esattamente “caldo” e “freddo”. Per cercare di portare un po’ di chiarezza propone una teoria dei vari gradi di caldo e di freddo.

Accetta la concezione di Platone che aveva attribuito all’anima tre fondamentali facoltà, la razionale, la passionale e l’appetitiva, collegandole ai tre principali organi del nostro corpo, cervello, cuore e fegato. Sostanzia però questo quadro di riferimento con una serie di analisi e scoperte notevolissime: se accetta con gli studiosi precedenti di vedere nel fegato l’organo in cui viene prodotto il sangue che va a consumarsi nelle varie parti del corpo per il loro mantenimento, G. distingue sangue venoso da quello arterioso, dimostrando l’erroneità dell’opinione allora corrente secondo cui nelle arterie circolerebbe aria.

G. trae le sue conoscenze dalla pratica di dissezione dei corpi; solo rarissimamente poteva operare su cadaveri umani e doveva ripiegare su animali (è indispensabile, infatti, che lo studioso operi direttamente, non affidandosi alle mani inesperte di un assistente). Le sue ricerche anatomiche sono condotte con talento e metodicità, anche se non mancano vistosi errori dovuti ad errate osservazioni o anche alla preoccupazione di stabilire che un rigido finalismo presiede alla struttura corporea.

Il suo errore più celebre: di fronte al problema di spiegare in qual modo il sangue passi dal lato destro del cuore a quello sinistro, G. ipotizza l’esistenza di fori nel setto interventricolare. Lo stesso G. riconosce che questa ipotesi non può essere confermata con sicurezza, e che è il principio teleologico a darci la certezza. La convinzione che esista un finalismo naturale pressoché totale e che pertanto tra gli scopi dell’anatomia vi sia anche quello di “dimostrare che nulla accade in natura senza uno scopo” caratterizza massicciamente l’opera di G.

Dopo G. ha inizio un periodo di decadenza.

Umanesimo e Rinascimento

Il Quattrocento: la rivolta contro la scolastica

= termine con cui si indica la filosofia cristiana medievale. Si occupa dello studio delle arti del trivio (letteratura) e del quadrivio (scienza). Propende per l'uso della ragione per illustrare e difendere le verità di fede. ‘300: secolo di profonda crisi (calo demografico, diminuzione della produzione agricola e dei commerci, carestie e pestilenze).

Tuttavia, ben prima che avesse termine la “crisi del ‘300”, si originò un moto culturale che segnò una svolta netta. Questo moto di rinnovamento della cultura nacque al di fuori del mondo universitario, nei saloni e nelle piazze e rimase per molti anni un fenomeno tipicamente italiano: fu l’Umanesimo.

Umanesimo e scienza L'Italia fu il paese che per primo e più intensamente aveva conosciuto l’esperienza comunale e nella lotta delle città contro Impero e Papato si erano consolidate tradizioni di autonomia locale.