LE SCUOLE PRINCIPALI -
La scuola di Chartres
-
I Francescani di
Inghilterra e Ruggero Bacone
LA FISICA SPERIMENTALE
E LA DINAMICA
IL RINNOVAMENTO DELLA
MECCANICA
La fede e tutto ciò che concerne la religione occupano nel Medioevo un posto di rilievo assoluto: durante i primi secoli, con la Patristica e la definizione dei dogmi cristiani, tutta l’attenzione dei sapienti si concentrò su filosofia e teologia, e punto o poco fu prodotto in campo scientifico. Quando finalmente l’interesse si spostò, gli atteggiamenti furono differenti; la filosofia Scolastica mirava infatti a trovare giustificazioni razionali ai dogmi definiti dalla Patristica. Essendo la religione il perno dell’universo medievale, tutto doveva essere sottoposto ad essa. Tendenti a conciliare la scienza e la fede furono per esempio Gerberto di Aurillac e, in seguito, S.Tommaso d’Aquino: egli riuscì a integrare la filosofia classica, in particolare Aristotele, con la filosofia cristiana, ricorrendo in questo anche a modificare, se necessario, le teorie del filosofo greco. Una posizione opposta fu quella di Manegoldo da Lautenbach, posizione che riflette la preoccupazione della Chiesa per la crescente diffusione di opere come il Timeo di Platone a proposito delle origini del mondo e dell’uomo; Manegoldo infatti si opponeva alla ricerca razionale della verità, affermando che il buon cristiano doveva attenersi esclusivamente a quanto contenuto nella Bibbia. Altri invece, come Abelardo, furono dell’opinione che la scienza dovesse essere slegata e non sottoposta all’etica.
Contestualmente
si aprì un dibattito fra razionalisti ed empiristi, i primi del parere che la
verità fosse raggiungibile solo attraverso l’intelletto e ragionamenti di tipo
più o meno astratto; i secondi, di contro, convinti che la base per arrivare
alle verità universali si trovasse nella realtà stessa, la quale andava perciò
soggetta a studi e osservazioni. In merito, Ruggiero Bacone definì l’esperienza
come fonte ultima della conoscenza e vide nella ragione solo lo strumento nelle
mani dell’uomo per interpretarla.
La
definitiva separazione fra fede e scienza giunse con Guglielmo da Occam, il
quale considerava la scienza frutto di esperienza sensibile, dunque conoscibile
dall’uomo, mentre la fede derivava da un’esperienza ultrasensibile, non
appartenente alla razionalità dell’uomo.
La fisica aristotelica era
essenzialmente qualitativa e finalistica ( cioè ricercava soprattutto l’essenza
delle cose, ovvero la loro forma, e il fine al quale tendono ).
La scienza antica e medioevale (nella sua
componente aristotelica), inoltre, rappresentava la realtà secondo un modello
biomorfico, cioé nella forma di un organismo vivente, composto di molti organi
tutti miranti ad un fine.
Tale concezione fu adottata a pieno per tutto il
Medioevo: la Chiesa infatti accettava come valida solo ed esclusivamente la
fisica aristotelica; e fu proprio il Clero che decise di condannare soprattutto
scienziati “nuovi” come il polacco Copernico e il nostro Galileo per le loro
teorie che contrastavano con la fisica introdotta dall’ingegnoso filosofo e
biologo greco.
Gli
scienziati moderni si servirono comunque di una scienza coltivata nella
antichità e nel Medioevo, l’unica strutturata secondo dimostrazioni rigorose,
cioè capaci di pervenire a conclusioni necessarie: la matematica, in
particolare la geometria, condotta ad una sistemazione rigorosamente
assiomatico-deduttiva dai Greci e riscoperta tra il ‘400 e ‘500 grazie allo studio dei testi antichi.
Una
parentesi va dedicata alle scoperte degli Arabi, poiché tutta la cultura
europea ne risentì l’influenza.
Avvalendosi
anche di numerose traduzioni dei maggiori capolavori di letteratura greca, gli
arabi effettuarono numerosi progressi in materia scientifica; sta a loro la
radicale trasformazione dell’Alchimia, importanti studi di ottica e fisica, e
soprattutto di medicina, come vedremo in seguito.
Le
innovazioni e gli studi principali compiuti in fisica durante il Medioevo
appartengono a differenti scuole.
Ivi
fu dedicata grande attenzione alla ‘filosofia della natura’ attraverso una concezione
razionale dei fenomeni fisici; da una parte, gli appartenenti alla Scuola
coltivarono lo studio dei classici, soprattutto di Platone, dall’altra
indagarono in modo diretto i fenomeni naturali, dando l’avvio a un tipo di
approccio più empirico con la realtà, considerata come l’attuazione di leggi
ideali; leggi ideali che potevano però essere definite solo attraverso la
ricerca attiva, e non con costruzioni logiche posate su basi puramente
teoriche. Questo distacco della scienza dalla pura astrazione portò anche a una
laicizzazione della cultura, che non dipendeva più esclusivamente dai dogmi
prestabiliti dalla Chiesa.
Tra
essi emersero soprattutto Guglielmo da Occam, filosofo, e
RUGGERO
BACONE
Con
Ruggero Bacone penetriamo sempre più, grazie ad una concezione molto elaborata
della scienza sperimentale, nel campo delle conoscenze positive,non solo in
chimica ma anche e soprattutto in fisica.
Nonostante
sia stato a lungo criticato dagli storici per essersi richiamato troppo alle
esperienze già fatte da alcuni suoi predecessori senza verificare con una
ricerca diretta le loro tesi, va detto che alcuni interessanti risultati furono
da lui ottenuti.
In
molti testi di Bacone il termine EXPERIMENTA comporta un senso più o meno
ermetico, che rimanda ai procedimenti alchimistici, forse in parte anche
magici, comunque scarsamente sperimentali, nella moderna accezione del termine.
Ma, a parte ciò, quando Bacone ricorre all’esperienza intende in genere
riferirsi proprio a osservazioni positive e anche a veri e propri esperimenti.
Anzi, il ruolo attribuito alla constatazione dei fatti non costituisce qualcosa
di secondario , ma di essenziale per la conoscenza della natura.
Il
ragionamento dovrà pertanto dipendere dall’esperienza, come esplicitamente
risulta da molti passi di Bacone. Che vi sia in Bacone una teoria intuizionista
della conoscenza si può convenire, e anche a ragione, senza per questo pensare
all’impossibilità di mantenere al ragionamento il suo ruolo nel metodo
induttivo. Al contrario proprio di questo metodo si tratta, quando Bacone
insiste sulla necessità di ricorrere all’esperienza. Egli sa che un insieme di
osservazioni non può costituire una vera scienza e si mostra contrario alla
ricerca delle cause, intese come cause occulte. Da quanto detto risulta che
Bacone avanza, non senza qualche incertezza facilmente spiegabile, una prima
approssimativa costruzione della scienza sperimentale e del metodo induttivo
che la sorregge.
In particolare tale metodo viene più facilmente applicato all’acustica e all’ottica. Fra i contributi di ottica geometrica più interessanti ricorderemo l’esatta determinazione del fuoco negli specchi sferici che testimonia chiaramente come egli seppe ricorrere a validi esperimenti e applicarvi con successo il calcolo. Inoltre egli rivolse la sua attenzione all’esame dell’arcobaleno individuandone la causa nella rifrazione dei raggi solari nelle gocce di pioggia.
Fra
essi spiccano i nomi di Buridano e Alberto di Sassonia, i quali ripresero in
esame le teorie di Aristotele, per correggerle; si occuparono dello studio
della gravità e della caduta dei gravi, e svilupparono la teoria dell’Impetus,
affine in realtà a quella di Aristotele, e ancora ancorata al principio secondo
cui i corpi si muovano soltanto grazie a forze.
I
cosiddetti Calculatores di Oxford non accettarono la teoria francese
dell’impetus e operarono interessanti ricerche in campo fisico, con lo studio
delle grandezze variabili attraverso l’utilizzo dei grafici, costruendo così i
primi principi di cinematica.
Alcuni
risultati di rilievo nel campo della fisica sperimentale furono ottenuti da
numerosi scienziati arabi. I problemi venivano affrontati secondo un metodo non
molto lontano da quello che esige la vera fisica e il ricorso all’esperienza
costituiva l’essenza stessa dei procedimenti validi in questo settore.Come
emerge dagli studi di Alhazen,scienziato arabo di grande rilievo,infatti i
nuovi elementi di calcolo e la nozione stessa di seno furono affiancati
dall’esperienza grazie alla quale il fisico potè fare molte scoperte nel campo
dell’ ottica.
Una
medesima attitudine scientifica anima le ricerche condotte da Albiruni per la determinazione dei pesi specifici.
Chiaramente ispirato dalla scoperta archimedea,utilizzò a tal fine il suo
“strumento conico” nella seguente maniera. Dopo aver accuratamente pesato una
sostanza, l’introduceva in questo strumento riempito d’acqua,poi pesava l’acqua
rimossa, a cui un foro opportunamente praticato nello strumento permetteva
l’uscita. Il peso specifico era costituito dal rapporto tra il peso del corpo e
quello dello stesso volume d’acqua.
Egli
inoltre stabilì il rapporto tra l’acqua calda e l’acqua fredda(indicazioni più
precise sulla temperatura non erano allora possibili mancando i termometri) a
0,041677.
Al-Khazini
doveva più tardi apportare alcuni perfezionamenti al metodo,consistenti
soprattutto nell’impiego di bilance più precise da lui stesso ideate e
realizzate e, per i liquidi,di un areometro simile a quello usato dagli
alessandrini.
Importante
fisico fu anche Filopono,precursore greco della teoria dell’impetus,che nel
Medioevo contribuì fortemente a liberarsi dalle sbagliate concezioni
aristoteliche del moto e delle sue condizioni. Per Filopono infatti la
persistenza del moto dei proiettili dipendeva da una “forza comunicata,
chiamata nel Medioevo “vis impressa” o “impetus”.
Questa
teoria verrà poi applicata da Avicenna per indicare la forza che permette a un
mobile distaccato dal suo motore di continuare il moto (inclinazione violenta).
Da
ciò deriva che il movimento continuerebbe all’infinito poiché,in assenza di
ostacoli,la forza motrice comunicata a questo corpo non si esaurirebbe né
indebolirebbe.
L’eternità
del movimento violento non impedito da ostacoli spazza via una delle principali
differenze che separano la teoria di Filopono dalla dottrina moderna
dell’inerzia.
Bastava
che Avicenna e i suoi successori avessero abbandonato i pregiudizi derivanti
dalla filosofia aristotelica, e avessero fondato il loro sistema di fisica su
un caso limite: il moto violento nel vuoto.
I
filosofi arabi non hanno cominciato questo lavoro,anzi non ne hanno neanche
avuto un’idea.
L’influenza
crescente di Aristotele, positiva in certi campi, rischiava di avere
conseguenze negative in meccanica.Essa venne influenzata da alcuni scienziati
arabi che, pur rifacendosi per molti aspetti all’aristotelismo,avevano dedicato
una particolare attenzione alla fisica di Filopono.
Si
occuparono del problema dell’accelerazione della caduta dei corpi, dovuta
all’effetto complessivo della sua azione esercitata dalle inclinazioni
successive.
Si
capì così che una forza costante genera
un movimento accelerato,contrariamente all’idea aristotelica che una forza
costante produce un movimento uniforme.
Per
quanto riguarda l’impetus, questa “forza motrice” impressa al mobile dal motore
s’indebolisce,per l’intervento della “gravitas”, che tende a ricondurre il
proiettile nel suo luogo naturale (la teoria aristotelica dei luoghi naturali non
è abbandonata).
Applicando
la teoria dell’impetus ai movimenti dei corpi celesti,Buridano potè fare a
meno, nella loro spiegazione, di ogni altra azione eccetto dell’impeto
originariamente impresso da Dio.
Occorre
guardarsi dal fare raffronti forzati con il principio d’inerzia, perché
l’impetus, come prova chiaramente la sua applicazione ai movimenti celesti,
poteva avere tanto una direzione circolare quanto rettilinea. Comunque sia, ci
troviamo di fronte a idee eccezionalmente feconde per i progressi ulteriori
della meccanica.
Un
particolare contributo alla medicina medievale venne dalla civiltà araba;
medici arabi come Al Rhazes scrissero opere su alcune malattie infettive e
intere enciclopedie mediche; ma questa scienza continuava ad essere spaccata in
due; da una parte, la medicina teorica, profondamente legata alla filosofia,
dall’altra la chirurgia, considerata né più né meno una mansione da tecnici e
non da scienziati; i progressi inizieranno con l’applicazione della meccanica
alla biologia, con la conseguente nascita della Iatromeccanica, ed una più
precisa conoscenza del corpo umano; le principali scuole mediche medievali
furono due: quella Salernitana e quella di Montpellier, entrambe soggette a
influssi arabi, ed entrambe del tutto indipendenti dalla Chiesa, più legate
all’aspetto pratico dell’arte medica che a quello teorico; ulteriori passi
avanti furono fatti dall’Università di Padova e dalla Scuola Medico-Anatomica
di Bologna, dove venivano praticate anche dissezioni e autopsie di corpi umani.
L’alchimia
può essere considerata a pieno titolo come progenitrice della chimica moderna;
essa studiava le interazioni fra le sostanze, la loro decomposizione, le loro
caratteristiche, allo scopo di identificare la formula del favoloso elisir di
lunga vita, la pietra filosofale o il modo per mutare i metalli vili in oro o
argento; in essa la componente scientifica era fortemente mescolata a quella magica.
Alcuni nomi di spicco in Italia furono Arnaldo da Villanova, autore de ‘Sulla
conservazione della giovinezza’ e scopritore fra l’altro dell’alcool, e
Raimondo Lullo, autore dell’Ars Magna.
Un
personaggio di rilievo nello studio delle scienze naturali fu Alberto Magno;
gran conoscitore di Aristotele, aveva un particolare gusto per la ricerca del
fatto puntuale, e si occupò di geologia, botanica e zoologia.
L’astronomia
medievale ‘ereditò’ dalla classicità numerose opere, ma difettava di
carattere analitico e di rigore metodologico. Pertanto vi mancavano elementi di
critica alle teorie e ciò spiega perché il modello tolemaico venne accettato
anche negli ambienti scientifici più qualificati per oltre un millennio.
L’astronomia ricevette grande impulso dall’astrologia, accettata dalla
religione non già come previsione di un futuro prestabilito, ma come metodo di
comunicazione con le “intelligenze celesti”, espressioni di Dio e responsabili
della ripartizione della virtù negli esseri umani. La massima sintesi del
pensiero astronomico medioevale è senza dubbio nell’opera di Dante Alighieri.
Nel campo strettamente tecnico delle ‘nuove invenzioni’ figurano nel
Medioevo innovazioni importanti come la bussola, strumento costituito da
una rosa dei venti disegnata su un quadrante, suddiviso in 360°, dal cui centro sporgeva un asse
sulla punta del quale era libero di ruotare sul piano orizzontale un ago
magnetico: per effetto del campo magnetico terrestre, questo si disponeva in
direzione NS, cioè lungo la linea del meridiano terrestre magnetico che in
prima approssimazione, lontano dai poli, coincideva con il meridiano
geografico; esso consentiva di
orientarsi anche senza punti di riferimento e, soprattutto, era di dimensioni
che ne consentivano il trasporto; poteva quindi essere posto sulle navi e
consentire maggiore sicurezza nell’orientamento, in alternativa all’astrolabio,
che permetteva di orientarsi guardando le stelle, ma che aveva il difetto di
risultare assolutamente inutile in caso di cielo coperto. Un’altra invenzione
rivoluzionaria fu l’orologio; grazie ad esso, il tempo entrò a far parte delle
grandezze misurabili, e diventò così più gestibile per l’uomo, che seppe
sfruttare la nuova condizione soprattutto sul frangente commerciale.
Geymonat – Enciclopedia di Scienza e Filosofia
Storia della scienza – a cura di Maurice Daumas
http://www.racine.ra.it/planet/testi/indtesti.htm
Gianlupo Bedeschi
Jenny Cavallo
Francesca Galli
Alessandro Oliva