Storia della filosofia/Rivoluzione scientifica

Indice del libro

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La rivoluzione scientifica fu una fase di straordinario sviluppo della scienza che si sviluppò a partire dal 1543, data di pubblicazione dell'opera di Niccolò Copernico, Le rivoluzioni degli astri celesti (rivoluzione copernicana), al 1687, data di pubblicazione dell'opera di Isaac Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (I principi matematici della filosofia naturale), comprendendo la nascita del metodo scientifico da parte di Galileo Galilei.

Introduzione

Galileo Galilei che mostra l'uso del cannocchiale al Doge di Venezia, affresco di Giuseppe Bertini

Gli storici descrivono il sorgere della scienza moderna durante il primo periodo moderno, indicandolo come Rivoluzione scientifica, quando gli sviluppi in matematica, fisica, astronomia, biologia (includendo l'anatomia umana) e chimica trasformarono la visione della società riguardo alla natura. La Rivoluzione scientifica prese piede in Europa verso la fine del Rinascimento e continuò lungo il tardo XVIII secolo, influenzando il movimento sociale e intellettuale conosciuto come Illuminismo. Il periodo che va dal 1543, anno della pubblicazione de Le rivoluzioni degli astri celesti di Niccolò Copernico, al 1687, anno di pubblicazione de I principi matematici della filosofia naturale di Isaac Newton, viene generalmente indicato come periodo della "Rivoluzione scientifica".

La Rivoluzione scientifica è un portentoso movimento di idee che, a partire dall'opera di Copernico e Keplero, acquista nel Seicento i suoi caratteri qualificanti nell'opera di Galileo, trova i suoi filosofi – per aspetti differenti – in Bacone e Cartesio, ed esprime la sua più matura configurazione nell'immagine newtoniana dell'universo orologio. Negli anni che corrono tra Copernico e Newton muta l'immagine dell'universo, ma cambiano anche le idee sulla scienza, sul lavoro scientifico e sulle istituzioni scientifiche, sui rapporti tra scienza e società e tra sapere scientifico e fede religiosa (Baruch Spinoza).

Jean Sylvain Bailly

Il concetto di una rivoluzione scientifica come prendente luogo in un periodo esteso emerse nel XVIII secolo nell'opera di Jean Sylvain Bailly, che lo interpretò come un processo a due stadi, di spazzamento del vecchio e di istituzione del nuovo. L'inizio della Rivoluzione scientifica, il Rinascimento scientifico, prestava attenzione sul recupero della conoscenza degli antichi; è generalmente considerato come termine di questo periodo l'anno 1632, con la pubblicazione del Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo di Galileo. Il completamento della Rivoluzione scientifica è attribuito alla "grande sintesi" dei Principia di Isaac Newton del 1687, il quale formulò le leggi del moto e la gravitazione universale, e completò la sintesi di una nuova cosmologia. Dalla fine del XVIII secolo, la Rivoluzione scientifica diede luogo alla "Age of Reflection".

La formazione di un nuovo tipo di sapere che necessitava del continuo controllo dell'esperienza, richiedeva un nuovo tipo di dotto che non era né il mago, né l'astrologo, né l'erudito medievale commentatore di testi antichi; il nuovo dotto è lo scienziato sperimentale moderno, il quale usa strumenti sempre più precisi, e che riesce a fondere la "teoria" con la "tecnica"; è il ricercatore che convalida teorie con esperimenti effettuati tramite operazioni strumentali con e su oggetti. È stato sostenuto che la scienza moderna sarebbe nata presso gli artigiani e poi sarebbe stata ripresa dagli scienziati. Alla domanda «chi ha creato la scienza?» la risposta più plausibile è quella di Alexandre Koyré: sono stati gli scienziati a creare la scienza ma questa si sviluppò perché trovò una base tecnologica di macchine e strumenti. Il nesso tra teorie e pratica, tra sapere e tecnica rende conto di un ulteriore fenomeno che accompagna la nascita e lo sviluppo della scienza moderna, e cioè della crescita della strumentazione. Nel corso della Rivoluzione scientifica gli strumenti entrano con funzione conoscitiva dentro alla scienza: la rivoluzione scientifica sancisce la legalità degli strumenti scientifici.

Il rapporto tra scienza e tecnologia è un fenomeno che si è creato negli ultimi secoli; fino a tutto il Cinquecento la scienza e la tecnologia erano campi totalmente separati. Quando Bacone, all'inizio del Seicento, li mise in connessione fra loro, fu un'idea rivoluzionaria. Questo rapporto si strinse durante il Seicento e il Settecento, e fu solo durante l'Ottocento che il legame diventò inscindibile - a differenza dell'epoca premoderna, durante la quale la maggior parte dei governanti non finanziavano la ricerca sulla natura dell'universo allo scopo di sviluppare nuove tecnologie. Come detto, in epoca premoderna, lo sviluppo di nuove tecnologie, casualmente, era condotto da qualche artigiano, che poteva non avere istruzione e che procedeva per tentativi (non sistematicamente). Un esempio, dice Harari, è la tecnologia militare: solo nel XV secolo – circa seicento anni dopo l'invenzione della polvere da sparo in Cina – i cannoni diventarono un fattore decisivo sui campi di battaglia dell'Afro-Asia. Ci volle tutto questo tempo perché la polvere da sparo comparve in un tempo in cui né i re, né i sapienti, né i mercanti ritenevano che una nuova tecnologia militare potesse salvarli o arricchirli. La situazione cominciò a cambiare nel XV e nel XVI secolo, ma passarono altri duecento anni prima che i governanti manifestassero interesse nel finanziare la ricerca e lo sviluppo di nuovi armamenti. Scienza, industria e tecnologia militare cominciarono a intrecciarsi soltanto con l'avvento del sistema capitalistico e con la prima Rivoluzione industriale.

Rivoluzione scientifica e filosofia

Di seguito sono elencati i punti chiave del rapporto tra la Rivoluzione scientifica e la filosofia, come con altre teorie non-scientifiche:

• La scienza non è sapere di essenze: durante i centocinquant'anni che corrono tra Copernico e Newton, non muta soltanto l'immagine del mondo. Interconnesso con tale mutamente è il cambiamento – anch'esso lento, tortuoso, ma decisivo – delle idee sull'uomo, sulla scienza, sull'uomo di scienza, sul lavoro scientifico e sulle istituzioni scientifiche, sui rapporti tra scienza e società, sulle relazioni tra scienza e filosofia e tra sapere scientifico e fede religiosa. Insieme alla cosmologia aristotelica, la Rivoluzione scientifica porta al rifiuto delle categorie, dei principi e delle pretese essenzialistiche della filosofia aristotelica. Il vecchio sapere pretendeva di essere sapere di essenze, scienza fatta di teorie e concetti definitivi. Ma il processo della Rivoluzione scientifica confluirà nell'idea di Galileo il quale afferma che cercare le essenze è impresa impossibile e vana. Non più il che cosa ma il come; non più la sostanza, ma la funzione, viene indagata dalla scienza galileiana e post-galileiana.
• Presenza del Neoplatonismo: possiamo dire con una certa cautela che il Neoplatonismo è la "filosofia" della Rivoluzione scientifica; e in ogni caso, esso è di certo il presupposto metafisico dell'asse portante della rivoluzione astronomica.
• Presenza della tradizione magica ed ermetica: la più recente storiografia ha messo in rilievo, con abbondanza di dati, la rilevante presenza della tradizione magica e di quella ermetica all'interno di quel processo che porta alla scienza moderna. La scienza moderna è infatti anche l'esito di un lungo e tortuoso processo in cui si intrecciano la mistica neoplatonica, la tradizione ermetica, la magia, l'alchimia e l'astrologia. È il caso di Copernico, che si richiama all'autorità di Ermete Trismegisto (oltre che a quella dei neoplatonici) per legittimare il suo eliocentrismo. Ma via via che prende consistenza quella nuova forma di sapere che è la scienza moderna, l'altra forma di sapere – cioè la magia – verrà progressivamente distinta e combattuta come forma di pseudoscienza e di sapere spurio. Da un lato, i maghi si troveranno completamente "spiazzati" dagli scienziati, che, perseguendo l’ideale di un sapere pubblico e intersoggettivamente verificabile, distruggevano il concetto stesso di un sapere occulto; dall'altro, gli astrologi si vedranno contestare tutto quell'insieme di credenze cosmologiche, legate a un universo pre-copernicano, che costituiva la base teorica delle loro pratiche divinatorie.
• La pubblicità del sapere: La scienza è un sapere intersoggettivo, poiché i suoi procedimenti vogliono essere "pubblici", cioè accessibili a tutti, e le sue scoperte pretendono di essere universalmente valide, ossia "controllabili", in linea di principio, da ognuno. In tal modo, la scienza moderna si stacca nettamente dalla magia e dalle discipline occulte, le quali, presupponendo una concezione "sacerdotale" o "iniziatica" del sapere, considerano la conoscenza come patrimonio di una cerchia ristretta di individui, che lavorano in segreto, senza esibire alla luce del sole i metodi delle proprie ricerche. Da ciò l’equazione "scienza = sapere universale", affermata con vigore da Galilei in poi.

Astronomia

Eliocentrismo e rivoluzione copernicana

Fin dall'Antichità tutti gli scienziati avevano pensato che la Terra fosse immobile al centro dell'universo e che intorno le girassero il Sole, i pianeti e tutte le altre stelle. Questa teoria, la teoria geocentrica, era ormai antica di tredici secoli. Era stata autorevolmente enunciata dall'astronomo greco Tolomeo e fino ad allora tutti l'avevano ritenuta vera. Ma all'inizio del XVI secolo, quando tutti gli studi scientifici ebbero una sbalorditiva rinascita, Niccolò Copernico affermò che la teoria di Tolomeo era sbagliata.

Copernico espose la propria teoria eliocentrica, in particolare, nell'opera Le rivoluzioni degli astri celesti, pubblicata nell'anno della sua morte. Lo stesso Copernico sintetizzò il proprio sistema in alcuni assunti fondamentali:

1. Il centro dell'universo non coincide con il centro della Terra, ma con il centro del Sole. La Terra e gli altri pianeti si muovono lungo orbite circolari che hanno il Sole al centro: da questo movimento dipende anche l'alternarsi delle stagioni.
2. Il movimento diurno del Sole nel cielo è solo apparente e dipende dalla rotazione che la Terra compie in 24 ore intorno al proprio asse.
3. La distanza fra la Terra e il Sole è infinitamente piccola se paragonata alla distanza esistente fra la Terra e le stelle.

La teoria di Copernico era rivoluzionaria poiché, oltre a contraddire le Sacre Scritture, metteva in crisi la tradizionale concezione aristotelico-tolemaica. Copernico tolse la Terra – e con la Terra, anche l'uomo – dal centro dell'universo. La Terra non è più il centro dell'universo, ma è un corpo celeste come gli altri; essa non è più, appunto, quel centro dell'universo creato da Dio in funzione di un uomo concepito come il punto più alto della creazione al quale sarebbe funzionalizzato l'intero universo.

Il danese Tycho Brahe propose un modello compromissorio, in cui la Terra rimaneva al centro dell'universo; ma solamente al centro delle orbite del Sole, della Luna e delle stelle fisse; mentre il Sole era al centro delle orbite dei cinque pianeti conosciuti al tempo: (Mercurio, Venere, Marte, Giove, Saturno). Il sistema tychonico non convinse né Keplero né Galilei. Le scoperte di Keplero confermarono e perfezionarono la teoria copernicana. Keplero fu un astronomo che, utilizzando le accurate osservazioni di Tycho Brahe, propose l'idea che i pianeti ruotassero attorno al Sole, non in orbite circolari, ma in orbite ellittiche (vedi Leggi di Keplero). Questo gli permise di creare un modello del sistema solare che costituiva un miglioramento del sistema originario di Copernico (sistematizzò matematicamente il sistema copernicano) e l'idea delle orbite ellittiche spezzava definitivamente il dogma antico e ormai venerabile della naturalità e perfezione del moto circolare. I contributi principali di Galileo all'accettazione del sistema eliocentrico erano le sue meccaniche, ovvero le osservazioni che egli fece con il suo telescopio. Impiegando una primitiva teoria dell'inerzia, Galileo poteva spiegare perché le rocce che cadono da una torre seguono un percorso dritto anche se la terra ruota. Le sue osservazioni delle lune di Giove, delle fasi di Venere, delle macchie solari e dei monti lunari, aiutarono a screditare la filosofia aristotelica e la teoria tolemaica del sistema solare geocentrico. Per mezzo della combinazione di queste scoperte, il sistema eliocentrico guadagnò sostegno e, alla fine del XVII secolo, venne generalmente accettato dagli astronomi.

L'impegno raggiunse il culmine nel lavoro di Isaac Newton. I Principia di Newton formulavano le leggi del moto e la gravitazione universale, tesi che dominarono la visione scientifica dell'universo fisico per i successivi tre secoli. Con la sua legge di gravitazione, Isaac Newton riuscì a fondere le scoperte di Copernico, di Keplero, di Galileo, dimostrando per la prima volta con rigore matematico che le leggi a cui era soggetto il moto delle cose terrestri, erano le stesse a cui era soggetto il mondo delle cose celesti, superando il dogma della differenza ontologica fra questi due mondi.

Gravitazione

Nei suoi anni giovanili Newton non concepì la teoria della gravitazione universale (anche se nei suoi ricordi senili affermò il contrario), ma pervenne comunque a risultati molto interessanti relativi al moto circolare uniforme e alla forza di gravità.

Oltre a dimostrare il modello eliocentrico, Newton sviluppò inoltre la teoria della gravitazione. Nel 1679, egli cominciò a considerare la gravitazione e il suo effetto sulle orbite dei pianeti con riferimento alle leggi di Keplero del movimento planetario. Seguì uno stimolo dovuto a un breve scambio di lettere negli anni 1679-1680 con Robert Hooke, nominato per gestire la corrispondenza della Royal Society, e che ne aprì una destinata a suscitare contributi di Newton verso le transazioni della Royal Society.

L'interesse di Newton a risvegliare questioni astronomiche ricevette ulteriori stimoli dalla comparsa di una cometa nell'inverno del 1680-1681, sulla quale corrispose con John Flamsteed. Dopo gli scambi con Hooke, Newton elaborò una dimostrazione del fatto che la forma ellittica delle orbite planetarie sarebbe dovuta a una forza centripeta inversamente proporzionale al quadrato del vettore del raggio. Newton comunicò i suoi risultati a Edmond Halley e alla Royal Society nel Sul moto dei corpi in orbita, nel 1684. Questo trattato conteneva il nucleo che Newton sviluppò e espanse per dare forma ai Principia.

La legge di gravità dice, in breve, che la forza di gravitazione con cui due corpi si attraggono è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. In simboli, questa legge è espressa dalla nota formula:

$$F=G\,{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}$$

dove $F$ è la forza di attrazione, $m_{1}$e $m_{2}$ sono le due masse, $r$ è la distanza che separa le due masse, e $G$ è una costante che vale in tutti i casi: nella reciproca attrazione tra la Terra e Luna, tra la Terra e la mela, ecc...

Sulla base della legge di gravitazione, «Newton è giunto a spiegare i moti dei pianeti, dei satelliti, delle comete fin nei particolari più minuti, nonché il flusso e il riflusso, il movimento di precessione della Terra: lavoro di deduzione di una grandezza unica». Dalla sua opera «risultava un quadro unitario del mondo e una effettiva, salda riunione della fisica terrestre e della fisica celeste. Cadeva in modo definitivo il dogma di una differenza essenziale fra i cieli e la Terra, fra la meccanica e l'astronomia e veniva anche spezzato quel "mito della circolarità" che aveva condizionato per più di un millennio lo sviluppo della fisica e che aveva pesato anche sul discorso di Galilei: i corpi celesti si muovono secondo orbite ellittiche, perché su di essi agisce una forza che li allontana continuamente dalla linea retta secondo la quale, per inerzia, essi continuerebbero il loro movimento» (P. Rossi).

I Principia furono pubblicati nel 5 luglio 1687 con l'incoraggiamento e l'aiuto economico di Edmond Halley. In quest'opera, Newton enunciava le tre leggi universali del moto che contribuirono a molti sviluppi durante la Rivoluzione industriale che presto seguì, e che non furono criticate per più di duecento anni. Molti di questi avanzamenti continuano ad essere le basi delle tecnologie non relativistiche nel mondo moderno. Egli utilizzò la parola latina "gravitas" (peso) per l'effetto che sarebbe divenuto noto come gravità e definì la legge di gravitazione universale sopracitata.

Il postulato di Newton di una forza invisibile capace di agire lungo ampie distanze, lo portarono ad essere criticato per aver introdotto "agenti occulti" nella scienza. In seguito, nella seconda edizione dei Principia (1713), Newton rigettò fermamente tali critiche in un General Scholium conclusivo, scrivendo che era sufficiente che i fenomeni implicassero un'attrazione gravitazionale, come di fatto facevano; ma non si è giunti a indicarne la causa, ed era sia inutile che improprio definire le ipotesi di cose che non erano implicate dai fenomeni (qui Newton usò quella che divenne la sua famosa espressione «hypotheses non fingo»).

Le forze avverse

Ostilità tra il copernicanesimo e la Chiesa

Copernico pensava che la propria teoria fosse la vera rappresentazione del cosmo. Di questo parere erano anche Keplero e Galileo. Ma ciò appariva pericoloso a quanti pensavano che la Bibbia nella sua versione letterale non potesse errare. Nell'Ecclesiaste o Qoèlet (1,4-5) leggiamo che:

« Una generazione se ne va e un'altra arriva, ma la terra resta sempre la stessa. Il sole sorge, il sole tramonta e si affretta a tornare là dove rinasce. »

E da Giosuè (10,13) veniamo a sapere che Giosuè ordina al Sole di fermarsi:

« Il Signore li disperse davanti a Israele e inflisse loro una grande sconfitta a Gàbaon, li inseguì sulla via della salita di Bet-Oron e li batté fino ad Azekà e a Makkedà. Mentre essi fuggivano dinanzi a Israele ed erano alla discesa di Bet-Oron, il Signore lanciò dal cielo su di loro come grosse pietre fino ad Azekà e molti morirono. Morirono per le pietre della grandine più di quanti ne avessero uccisi gli Israeliti con la spada. Quando il Signore consegnò gli Amorrei in mano agli Israeliti, Giosuè parlò al Signore e disse alla presenza d'Israele: «Férmati, sole, su Gàbaon, luna, sulla valle di Àialon». Si fermò il sole e la luna rimase immobile finché il popolo non si vendicò dei nemici. Non è forse scritto nel libro del Giusto? Stette fermo il sole nel mezzo del cielo, non corse al tramonto un giorno intero. Né prima né poi vi fu giorno come quello, in cui il Signore ascoltò la voce d'un uomo, perché il Signore combatteva per Israele. Giosuè e tutto Israele ritornarono verso l'accampamento di Gàlgala. »

Ad esempio, sulla base di questi brani Lutero, Calvino e Melantone si opposero alla teoria copernicana. Lutero dirà che Copernico è un «astrologo da quattro soldi». Da parte sua il cardinale Bellarmino offrì un'interpretazione strumentalistica della teoria copernicana: essa sarebbe uno strumento capace di fare predizioni, ma non una descrizione vera e propria del mondo, la quale è rintracciabile solo nella Bibbia, che non può mai sbagliare. Galileo era sempre più convinto che fosse necessario diffondere fra strati sempre più larghi la fede nel copernicanesimo e far sorgere, attraverso di esso, il moderno spirito scientifico nel maggior numero possibile di persone. La concezione copernicana per Galileo è il punto di convergenza di tutte le nuove ricerche scientifiche, dalla matematica, all'astronomia, alla meccanica, così che accettarla o respingerla significa accettare la metodologia che rende possibili tali scienze, o rimanere invece legati a tutti i vecchi pregiudizi. Non era attratto dalle controversie tra una confessione cristiana o l'altra o dalle prove dell'esistenza di Dio, ma si convinse che occorreva trovare un appoggio nella Chiesa, tentare ogni mezzo per convertirla alla causa della scienza, per impedire che sorgesse fra fede e scienza una frattura che avrebbe pericolosamente ritardato lo sviluppo della ricerca scientifica. Trovò appoggi nella propria attività propagandistica negli ambienti ecclesiastici, meno in quelli "laici".

Ma Galileo fu comunque accusato di eresia a motivo del copernicanesimo e poi denunciato al Sant'Uffizio, venne processato a Roma nel 1616 e gli venne ingiunto di non insegnare ne difendere con la parola e con gli scritti le teorie incriminate. Nel 1623 salì al trono pontificio, con il nome di Urbano VIII, il cardinale Maffeo Barberini, amico di Galileo, che già gli era stato favorevole. Ma nuovamente processato, nel 1633 Galileo venne condannato e costretto all'abiura. Il carcere a vita gli venne subito commutato in confino, prima presso l'amico Ascanio Piccolomini, arcivescovo di Siena, che lo tratta con molti riguardi; e successivamente nella sua casa di Arcetri, dove non avrebbe dovuto incontrare nessuno ne avrebbe potuto scrivere niente, senza previa autorizzazione.

L'ambiente britannico

Sebbene possa sorprendere, riguardo a un'epoca di travagliatissimi conflitti a sfondo religioso, tra i quali si staglia la Guerra dei Trent'anni (dal 1618 al 1648), la divaricazione, a volte persino inconciliabile, che oggi conosciamo tra la scienza e la fede non sembra essere stato un problema per chi svolgesse una onesta ricerca scientifica nell'Inghilterra della metà del XVII secolo. Vi era consapevolezza di quanta fede servisse per svolgere questo genere di studi e, contemporaneamente, quanto utile la scienza fosse a confermare le verità religiose nelle quali si credeva. I dissidi interessavano dunque soprattutto il fronte politico.

Isaac Newton, affermando che il sistema del mondo è una grande macchina, si chiese dunque da dove avesse origine questo sistema del mondo, questo mondo ordinato e legalizzato. L'ordine del mondo mostra con tutta evidenza l'esistenza di un Dio sommamente intelligente e potente. Ma cos'altro, oltre la sua esistenza, noi possiamo asserire su Dio? Delle cose naturali, dice Newton, noi conosciamo quello che possiamo constatare con i nostri sensi: figure e colori, superfici, odori, sapori, ecc...; ma nessuno di no conosce «cosa sia la sostanza di una cosa». E se questo vale per il mondo naturale, vale assai di più quando vogliamo parlare di Dio. Quel che possiamo dire di Dio è che egli esiste, è sommamente intelligente e perfetto. E questo lo possiamo dire a partire dalla constatazione dell'ordine del mondo, giacché, per quanto riguarda Dio, «è compito della filosofia naturale parlarne partendo dai fenomeni». L'esistenza di Dio, dunque, può essere provata dalla filosofia naturale a partire dall'ordine dei cieli stellati.

I risultati che Newton si riprometteva da questa costruzione filosofica erano fondamentalmente due: da un lato, quello di fornire una nuova prova della validità della religione, appoggiandola ai risultati stessi della scienza; dall'altro, di offrire alla scienza una specie di conferma indiretta, dimostrando che essa si accorda in ultima istanza con il nucleo centrale della fede. Questo accordo della religione con la scienza e con la filosofia stava all'apice delle preoccupazioni di Newton. Ed infatti, solo sulla base di esso la ragione avrebbe potuto continuare libera e sicura per la propria via: libera da qualunque barriera metafisica precostituita, sicura che la via intrapresa non avrebbe mai condotto l'uomo moderno ad abbandonare il più sacro patrimonio trasmessogli dalla tradizione. La realtà non tardò tuttavia a rivelarsi assai diversa da quella che Newton si era ripromessa. Malgrado i ripetuti sforzi dello scienziato di riconoscere all'architetto dell'universo i medesimi attributi che l'Antico testamento riconosceva al dio degli ebrei, tuttavia la religione fondata sull'esistenza di tale essere supremo si rivelò ben presto assai più simile a quella vaga e generica dei deisti che non a quella precisa e ben determinata dei credenti cristiani. Questi furono pertanto costretti a respingerla come un equivoco e l'eredità filosofica di Newton finì a poco a poco per diventare patrimonio esclusivo degli illuministi e dei massoni. Invece di costituire, come sperava il suo autore, la garanzia incrollabile dell'accordo tra scienza moderna e cristianesimo, essa divenne, attraverso l'opera dei suoi continuatori, il punto di maggiore frizione tra la religione «a base razionale» e la religione basata sul Vangelo.