Riassunto esame Tecniche Espressive e Composizioni, prof. Gaspari, libro consigliato Storia Materiale della Scienza: Dal Libro al Laboratorio, Beretta

Scienza e natura

Sin dal Rinascimento, il significato di scienza è stato collegato al concetto di natura; per capire lo sviluppo storico della scienza è quindi necessario conoscere l’evoluzione del concetto di natura. La scienza contemporanea è vista come esistenza di fenomeni esterni che è possibile conoscere e classificare tramite un insieme ordinato, omogeneo e razionale di nozioni; questo concetto è il frutto di un percorso filosofico complesso durante il quale sono andate creandosi le varie discipline scientifiche.

Punto di partenza di tale cammino è la filosofia della natura di Aristotele (IV sec. a.C.) che riconosce le differenze della natura rispetto al soggetto, contrariamente ai suoi predecessori che ponevano l’uomo al centro dell’universo ricollegando molti fenomeni naturali alla sfera umana. Ogni elemento della natura acquista una propria dimensione diventando fonte di nuova conoscenza di particolari attraverso l’osservazione empirica e la classificazione dei fenomeni secondo un ordine logico fondato sulla percezione dei sensi.

Conseguenza: suddivisione della scienza in numerose discipline che differiscono nelle categorie di oggetti che studiano e nelle metodologie con cui effettuano gli studi. Aristotele fu il primo a cogliere l’unitarietà della natura dietro le varie forme in cui si manifesta. Operò inoltre una distinzione tra:

• Naturale: ciò che deriva da leggi di causalità permanenti, oggetto di studio della scienza
• Artificiale: ciò che deriva dalla produzione del lavoro umano, oggetto di studio delle tecniche

Le teorie aristoteliche iniziarono a incrinarsi durante il Rinascimento per la comparsa di nuovi saperi (scienze occulte) e per l’espandersi del mondo della natura dovuto alle scoperte geografiche. Le nuove specie animali e vegetali comparse con l’esplorazione di nuove terre e non annoverate nei testi antichi rappresentavano una contraddizione con i testi stessi.

Gli umanisti, restii ad ammettere possibili errori o lacune da parte degli autori classici, tentarono di chiarire tale discordanza analizzando attentamente i testi e i termini utilizzati e confrontandoli con le nuove scoperte. Il processo era complicato per l’ambiguità dei termini e la scarsità di particolari descrittivi nei testi antichi ma il continuo confronto delle nuove realtà con i testi portò a un rinnovato interesse per l’osservazione della natura e all’elaborazione di nuovi criteri di classificazione (riaffermazione della metodologia aristotelica).

Tra il XV e XVI sec. comparve un movimento detto “Naturalismo Rinascimentale” che rifiutava l’insegnamento fondato su libri e università in favore di una conoscenza diretta della natura. Se per Aristotele l’esperienza doveva essere confrontata con una determinata classificazione, i naturalisti rinascimentali ritenevano l’osservazione diretta sufficiente per la comprensione totale dei fenomeni della natura considerata come un tutt’uno con l’essere umano e non come un insieme di oggetti separati; risultava quindi inutile suddividere le varie discipline scientifiche; rafforzamento della relazione tra scienza e teologia.

Il metodo esplicativo dei misteri del cosmo era basato sul principio che la sua conoscenza poteva avvenire solo grazie alle capacità del naturalista (simile a un sacerdote – profeta) di svelare i segni delle cose nascoste alla visione diretta, che non si possono apprendere da libri, né da studi ma solo da un’esperienza diretta.

La curiosità verso le manifestazioni della natura e la ricerca dell’esperienza diretta erano molto diffuse e portarono alla scoperta di una moltitudine di fenomeni che da una parte, non essendo confrontati con nessun sistema classificatore, erano considerati come prodigi e portarono ad una proliferazione di credenze e superstizioni (regressione della scienza); dall’altra portarono ad un aumento delle conoscenze naturalistiche rispetto al passato. Oltre alle teorie di Aristotele, vennero riconsiderati altri temi classici per lo studio della natura: la teoria di Platone (rivalutazione dei numeri) e l’atomismo di Epicureo (principi costituenti la materia).

La fisica aristotelica incontrò un’alternativa veramente valida solo verso la fine del XVI sec con le nuove concezioni della natura di:

• Francesco Bacone: l’uomo non può essere spettatore passivo della natura ma deve intervenire tramite le scienze operative e sperimentali (meccanica, farmacia, alchimia) in modo induttivo e con la sperimentazione sistematica per aumentare il sapere naturale. Come per Aristotele, Bacone conferma la conoscenza tramite percezione, aumentando però le possibilità di osservazione empirica con l’utilizzo di strumenti scientifici e degli esperimenti. Il naturalista diventa colui che manipola i fenomeni della natura, per comprenderla e per creare invenzioni a beneficio dell’umanità.
• Renato Cartesio: il mondo naturale e i relativi fenomeni sono un insieme di enti la cui conoscenza si deve basare sullo strumento matematico, non sulla percezione dei sensi che sono ingannevoli e non certi. La conoscenza della natura deve avvenire tramite modelli matematici e meccanici che ne spiegano il funzionamento, perché solo la matematica ha regole precise che possono garantire una conoscenza veritiera.

L’opera di Cartesio e la sintesi newtoniana sostituirono la fisica qualitativa di Aristotele con un’immagine meccanicista del cosmo influendo in particolare sullo sviluppo delle “scienze esatte” (astronomia e fisica generale). La fisica e la matematica divennero le discipline guida del sapere scientifico europeo anche grazie allo sviluppo tecnologico e dell’industria; le scoperte scientifiche e relative applicazioni portarono all’identificazione tra sviluppo scientifico-tecnologico e progresso sociale e culturale. Diderot, che considerava inutile la matematica nella conoscenza della natura e sosteneva la filosofia sperimentale, fu tra i pochi che, senza successo, si opposero a queste teorie.

La scienza contemporanea è effettivamente matematizzata; basta pensare allo studio dei composti atomici e della composizione genetica, entrambi espressi ed elaborati con linguaggi matematici. Anche la distinzione tra artificiale e naturale non è più assoluta: la chimica moderna ha creato infatti nuove sostanze combinando elementi esistenti in natura. Esiste quindi una contraddizione tra l’ideale “tradizionale” di natura e la pratica scientifica.

Gli strumenti

Gli strumenti occupano un ruolo di prim’ordine nella storia della scienza e sono strettamente collegati alle scoperte scientifiche: essi hanno creato le condizioni materiali per osservare il mondo secondo parametri quantitativi e sviluppare la scienza sperimentale, fornendo spesso gli elementi teorici delle scoperte.

Orologio meccanico – XIV sec: prima forma di quantificazione della realtà esterna, scandisce il tempo secondo intervalli regolari e uguali; l’uomo può regolare la propria attività secondo una suddivisione meccanica del giorno e delle ore, indipendentemente dai cicli naturali. È un primo segno di riconsiderazione verso le arti manuali, considerate da sempre inferiori alle liberali.

Gli strumenti scientifici erano già in uso dall’antichità (utensili meccanici, da difesa, misuratori del tempo, bilance, bussole) ma servivano solo come semplici utensili per aumentare la forza dell’uomo, erano utilizzati solo per attività pratiche e non per ricerca scientifica. Dal XVI sec. lo strumento scientifico a scopo di ricerca acquista valore grazie al bisogno dei naturalisti di ricercare strumenti che potenziassero le capacità cognitive dei sensi dell’uomo.

Tra tutti i sensi, la vista era quello più importante e l’immagine dello scienziato è spesso associata a quella dell’osservatore scrupoloso. Il primo strumento scientifico rivoluzionario fu il libro: l’osservazione scientifica non era infatti una semplice constatazione di fatti, ma era effetto di una meditata selezione di dati provenienti da scrittori precedenti e di una verifica empirica. Il libro fu per molto tempo il principale termine di paragone delle osservazioni e nozioni scientifiche e l’introduzione dei caratteri mobili rappresentò una tra le più significative scoperte. La semplice osservazione e sperimentazione, senza mediazione di uno strumento intellettuale, non erano considerate produttive, anche perché rese poco affidabili da strumenti imprecisi. Da qui l’esigenza di migliorarli.

Gli alchimisti con i loro laboratori rudimentali furono i primi a implementare in maniera diversa la scienza pratica e sperimentale. Ma i primi rivoluzionari strumenti scientifici si ebbero nel campo dell’astronomia, quando, grazie allo sviluppo nella tecnologia di lavorazione delle lenti, si giunse all’invenzione del telescopio, microscopio, barometro e termometro. Le potenzialità scientifiche del vetro lo resero oggetto di studi da parte dei migliori scienziati dell’epoca. In Italia, vi era un’alta tradizione vetraria che portò a ottimi risultati sugli strumenti ottici e, in particolare sul telescopio, anche se il primo esemplare fu inventato probabilmente in Olanda. Il telescopio poteva ingrandire l’oggetto osservato fino a 20 volte, grazie al potere rifrangente di due lenti, una concava e una convessa poste all’estremità di un tubo di cartone di 1m.

Grazie all’opera di Galileo, il telescopio divenne il primo vero strumento scientifico collegato alle scoperte che rese possibili: egli associava infatti la teoria fisica che spiegava con il perfezionamento dello strumento utilizzato. Grazie al telescopio si comprese che la natura poteva esser studiata solo tramite la mediazione di strumenti. Numerose furono le scoperte che seguirono in ambito astronomico e soprattutto fu possibile considerare in modo differente la questione copernicana: non si trattava più di basarsi su semplici ipotesi, ma di costatare dati di fatto.

Il ruolo assunto dal telescopio nella rivoluzione scientifica diede una nuova dimensione professionale agli artigiani, consapevoli del fatto che la maggior accuratezza e precisione degli strumenti, diventati ormai parte fondamentale della ricerca, potevano portare a nuove scoperte. Fu così che, per pubblicizzare le migliori qualità dei propri strumenti, gli artigiani iniziarono a divulgare i vantaggi scientifici da loro raggiunti, arrivando, seppur con intenti commerciali, a nuove scoperte scientifiche.

Un esempio è la controversia nata tra Eustachio Divini – artigiano italiano – e Christiaan Huygens – scienziato olandese – sulla teoria degli anelli di Saturno. Divini aveva ottenuto con lo strumento da lui creato una corretta rappresentazione degli anelli di Saturno, che fu messa in discussione dallo scienziato olandese. Per la prima volta, un costruttore di strumenti si era posto sullo stesso piano degli scienziati per le sue nuove scoperte favorendo inoltre l’inizio di una nuova serie di ricerche, grazie alle controversie nate attorno alle sue teorie.

L’invenzione del microscopio non fu simile a quella del telescopio, se non nell’uso rivoluzionario che se ne fece da parte degli scienziati in nuovi ambiti di ricerca relativi al mondo animale (zoologia, botanica, ecc.). Il microscopio ripristinava la teoria filosofica – scartata da Aristotele – dell’atomismo, confermando che il mondo era composto da particelle più piccole, e partecipava alla teoria di meccanizzazione dell’universo, rivelando la natura meccanica del corpo costituita da strutture minute.

Da ricordare Giambattista Hodierna con il suo primo trattato di anatomia microscopica sull’occhio della mosca e il medico Marcello Malpighi con opere di anatomia comparata. Il vetro, grazie alle sue molteplici caratteristiche fu protagonista anche nella definizione della teoria del vuoto (Evangelista Torricelli) e nell’invenzione di altri strumenti, come il barometro e il termometro e relative scale di misura.

Nel 700 la scoperta di nuove classi di fenomeni – l’elettricità e la composizione dell’aria – spinsero i ricercatori a creare nuovi strumenti, sempre più grandi e costosi, utilizzando nuovi materiali. Con l’elettricità furono create macchine elettriche per prove di fisica sperimentale. In chimica, per esempio, Lavoisier, con una macchina complicata costituita da vari strumenti, scoprì e verificò la composizione dell’acqua.

L’utilizzo di macchine complicate, che collegavano più strumenti, tra cui attrezzi di misura e controllo, era dato dall’esigenza di migliorare qualità e precisione della sperimentazione e di ridurre la necessità del ricercatore di affidarsi ai propri sensi e osservazioni dirette. Lo strumento, quindi, non serviva più come ausilio ai sensi e all’osservazione, ma serviva in sostituzione di questi.

Dalla prima metà del 900 la tecnologia modificò gli strumenti in sistemi di sperimentazione, o reti di strumenti, che richiedevano ingenti finanziamenti e un numero elevato di personale scientifico per la loro gestione. La scienza contemporanea dipende per la maggior parte dalla capacità di innovare tecnologicamente gli strumenti.

La comunicazione

La comunicazione ha rivestito un ruolo centrale nello sviluppo della scienza occidentale dal Rinascimento in poi. Molte scoperte attribuite a quell’epoca infatti erano già note nelle civiltà orientali con secoli di anticipo, ma la mancanza di strumenti idonei per la loro diffusione le rese irrilevanti dal punto di vista economico e sociale. Con l’invenzione della stampa e l’introduzione del mercato librario, la comunicazione costituì ben presto uno degli elementi principali dell’attività scientifica e rese necessario concordare un linguaggio universale di facile accesso per rappresentare il mondo naturale (linguaggio matematico).

Le tecnologie – stampa – si svilupparono rapidamente unite all’esigenza di trovare uno stile autonomo rispetto alle discipline letterarie per esprimere contenuti scientifici. La rivoluzione scientifica non fu generata solo dalla diffusione della stampa, ma fu né indubbiamente favorita e condizionata. Inizialmente questa invenzione non fu accolta con molto entusiasmo dagli scienziati per vari motivi:

• Temevano le conseguenze economico-sociali della diffusione delle loro invenzioni: perdere i privilegi ottenuti perché altri potevano impadronirsi delle loro idee e relative applicazioni pratiche
• La necessità di trovare un’espressione stilistica congeniale al genere
• La paura di incorrere in controversie scientifiche
• La lentezza con cui i libri venivano pubblicati: prima di poter vedere diffusa una propria scoperta, si correva il rischio, dato il lungo tempo necessario, di vedersi sottrarre il merito della stessa

La necessità di trovare una forma di comunicazione più rapida della stampa e meno impegnativa del libro favorì la diffusione delle lettere scientifiche quale mezzo per comunicare esiti di esperimenti o nuove scoperte a scienziati che dovevano poi diffonderne i contenuti alla comunità scientifica. (Es. Marin Mersenne per Cartesio).

La lettera non solo informava in modo rapido, ma favoriva la ricerca stimolando la soluzione di nuovi problemi e creando competizione tra gli scienziati. Unico difetto di questo efficace mezzo di comunicazione era la scarsa durevolezza dovuta alla fragilità dei rapporti personali su cui si basavano gli scambi epistolari.

Nel 1665, per colmare questa lacuna, nacque con il “Journal des Savants” – sostituito dopo poco con “Memoires sur les sciences et sur les arts” a Parigi la stampa periodica, che inizialmente mirava a diffondere semplicemente dei contenuti scientifici evitando dibattiti e controversie. La stampa periodica divenne rapidamente il principale strumento di divulgazione scientifica in grado di garantire tramite una rapida pubblicazione, la paternità delle scoperte scientifiche.

Ben presto il numero degli articoli da pubblicare fu talmente elevato che era impossibile mantenere una pubblicazione veloce e attendibile di tutto il materiale e nacquero periodici specializzati che trattavano delle varie discipline. Questa diffusione inizialmente rallentò i progressi scientifici perché l’attività dello scienziato fu assorbita dallo studio del materiale disponibile e, data la quantità di nozioni, bisognava procedere con un approccio selettivo, con un conseguente abbassamento della qualità di molte pubblicazioni. Altri strumenti di diffusione utilizzati dagli scienziati furono i congressi e l’infittirsi dei contatti personali.

Nel XX sec. la diffusione di Internet ha notevolmente ridotto le difficoltà di comunicazione ma ha introdotto l’esigenza degli scienziati di tutelare la proprietà intellettuale e il brevetto pur rivendicando pubblicamente la propria scoperta. Il problema della segretezza dei dati scientifici è riemerso nella sua importanza con la corsa al riarmo e la possibilità di organizzare armi nucleari. La tutela delle scoperte era materia già trattata dal Rinascimento e affidata allora alle corporazioni.

Agli inizi del 900 il controllo dei brevetti diventò uno strumento strategico perché legato alla produzione industriale. Lo scienziato svolgeva le proprie ricerche secondo tempi e modi prescritti da chi finanziava la ricerca finché fu chiaro che una ricerca libera da vincoli poteva portare maggiori vantaggi. L’interazione della scienza con l’industria portò allo sviluppo della retorica per meglio utilizzare i nuovi media nella diffusione delle nozioni scientifiche e sfruttarne l’impatto sul pubblico per richiamare l’attenzione dei finanziatori.

A volte l’annuncio di scoperte sensazionali – in realtà non ancora finalizzate – viene utilizzato come metodo per ottenere nuovi finanziamenti (es. scoperta della fusione fredda nel 1989 – la successiva ricerca dimostrò che non era fattibile, ma l’annuncio servì per richiamare l'attenzione dei finanziatori).