Part 14

Tali vedute furono confermate, contemporaneamente e successivamente, da ricerche collaterali di altri: _Gay Lussac, Ampère, Davy, Berzelius_ ecc. Tuttavia la nuova ipotesi andava incontro a talune difficoltà pratiche; alcune esperienze nuove sembrarono contradirla. E bisognò rettificarla. Il tentativo più razionale, diretto a tale scopo, venne fatto, nel 1813, dall’italiano _Amedeo Avogadro_ (1776-1856). Secondo la sua teoria (che però si limitava ancora ai gas), volami eguali di qualsiasi gas — semplice o composto — nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono il medesimo numero di _molecole_ ch’egli chiamava _particelle integrali_, onde i pesi relativi di tali volumi rappresentano i pesi relativi di dette molecole. Però, nel caso dei gas semplici, le _particelle integrali_ sarebbero composte di un certo numero di _atomi della stessa specie_, mentre, nel caso di gas composti, risulterebbero di _atomi di specie differenti_. Tale ipotesi introduceva, oltre l’_atomo_, il concetto di _molecola_, e assegnava, all’uno e all’altro, una funzione diversa nella costituzione della materia. La _molecola_ sarebbe una associazione di atomi, l’ultima particella _fisica_ della materia; l’_atomo_ sarebbe quella particella di materia, che, nelle reazioni _chimiche_, non soggiace, praticamente, a ulteriore divisione, anche se noi, teoricamente, possiamo concepirla divisibile.

Ciò non ostante, questa teoria non ebbe l’onore di un riconoscimento universale se non dopo il Congresso chimico europeo del 1860 a Carlsruhe. Colà il chimico italiano _Stanislao Cannizzaro_ (1826-1910), tornando a sviluppare la teoria dell’Avogadro, mostrò quanto facilmente essa risolvesse molte delle difficoltà in cui si avviluppava la chimica del tempo, e come la migliore interpretazione della teoria del Dalton fosse quella appunto offerta dall’Avogadro.

Da allora in poi le formule chimiche, oggi in uso, seguono il metodo indicato dall’Avogadro: danno, cioè, l’indicazione degli atomi e delle molecole dei corpi. Così, ad esempio la formula chimica dell’acqua (H_{2} O) significa che ogni molecola è composta di 2 atomi di idrogeno e di 1 atomo di ossigeno.

_B_). _Radioattività e sue conseguenze teoriche._ — Negli ultimi anni del sec. XIX la teoria atomica ha subito un’ulteriore trasformazione, in seguito alla scoperta del fenomeno della _radioattività_. Non solo: questa scoperta ha dato un colpo inatteso al concetto della intrasformabilità dei corpi, affermata solennemente agli albori della chimica moderna contro l’alchimia medievale, e ha improvvisamente rivendicato, non la pratica, ma il principio ispiratore di quest’ultima.

Nel 1896 _Enrico Becquerel_ trovò che i sali d’_uranio_ emettevano una radiazione invisibile, che però poteva impressionare la lastra fotografica. Dopo di allora si è trovato che altre sostanze possiedono tale proprietà ed emettono radiazioni di genere diverso, che si sogliono indicare con le prime tre lettere dell’alfabeto greco (α, β, γ: _alfa, beta, gamma_).

Questi elementi radioattivi sarebbero forme di materia, le quali subiscono trasformazioni, aventi per resultato quello di riprodurre, a loro volta, nuove forme, dotate di proprietà, chimiche e fisiche, _diverse da quelle della sostanza madre_. Uno dei corpi, prodotti dall’uranio è appunto il _radio_, scoperto dalla signora Curie nel 1898: esso, sopra tutti, dotato di potenza radioattiva, e il solo che si sia ottenuto allo stato di sale puro e di metallo libero.

Il radio, dunque, ci permette di assistere al fenomeno di _un’organica e naturale trasformazione della materia_. Dal radio, che ha il peso atomico 226,5, si ottiene, per successive perdite di particelle _alfa_, il radio _A, B, C, D, E_ e poi il radio _F_, che ha il peso atomico 210,5, e che, emettendo sempre raggi _alfa_, darebbe il corpo avente il peso atomico 206,5, prossimo cioè a quello del piombo, il cui peso atomico è 206,9; il che sembra confermato da osservazioni geologiche. Analogamente, il _torio_ dal peso atomico 232,5 scenderebbe a 208,5 che è il peso atomico del bismuto.

Siamo, dunque, di fronte a vere trasformazioni della materia, _le quali si producono in un solo atomo_, o _mediante proiezioni di particelle_ alfa _e con diminuzione del peso atomico, o con emissione di raggi_ beta _senza che il peso atomico varii (almeno sensibilmente) o senza alcuna emissione, come avviene nei corpi non radioattivi, e che dànno origine a corpi radioattivi_.

_L’atomo_ (l’_indivisibile_!), _dunque, sarebbe un corpo divisibile_...., un complesso di corpuscoli minori (quelli che si dissero gli _elettroni_),[100] un edifizio assai complicato e delicato, capace di assumere nuove configurazioni e proprietà, capace di disgregarsi con perdita dei suoi componenti e dare origine a nuovi corpi di peso atomico inferiore.

Talune osservazioni sui fenomeni della elettricità e della luce nei corpi hanno altresì indotto a considerare l’atomo come formato da una parte centrale immobile ed elettrizzata positivamente, intorno alla quale ruotano dei corpuscoli carichi di elettricità negativa: gli _elettroni_. La stessa sua porzione centrale sarebbe un nucleo di _elettroni_, e il tutto potrebbe paragonarsi a un microscopico sole cinto di pianeti, che ruotano intorno ad esso. La radioattività sarebbe una proiezione delle particelle interne di questo infinitesimo sistema solare, quale conseguenza della stabilità imperfetta dell’atomo, che è costretto a disintegrarsi e a proiettare _elettroni_ fino a che esso non trovi un sistema stabile, ossia non si trasformi in una sostanza, che allora non sarà più radioattiva.

Questa, l’ultima forma assunta dalla antichissima teoria atomica democritèa; questa, l’ultima risposta della scienza alla eterna domanda: — _Che cosa è la materia?_ —

_C_). _Chimica organica._ — La nuova teoria atomica è forse la scoperta più impressionante che la chimica contemporanea, potentemente aiutata dalla fisica, abbia compiuto nell’età più recente. Ma altre più modeste, sebbene, forse, più solide, possono starvi a fianco. Sin dai primi decenni del sec. XIX cominciò a diventar popolare la _chimica_ così detta _organica_, ossia la chimica delle sostanze organiche.

La costituzione chimica di molte sostanze organiche era già nota fin dai secoli precedenti. Ma lo sforzo di tutta la prima metà del sec. XIX fu di tentar di distinguere quale fosse la differenza qualitativa fra i prodotti del mondo organico e i prodotti del mondo inorganico.

Dapprima si suppose che gli elementi delle sostanze organiche differissero, per la natura loro, da quelli delle sostanze inorganiche. Ma gli esperimenti, compiuti nella prima metà del sec. XIX, smentirono questa supposizione. Dove dunque la differenza? Un’altra ipotesi era quella che il sec. XIX ereditava dal sec. XVIII: che, cioè, alla formazione dei prodotti organici presieda una speciale «forza vitale». A risolvere il problema aiutò molto la scoperta dell’_isomerismo_ nelle sostanze organiche e inorganiche. Fu scoperto, cioè, che delle sostanze, formate degli stessi elementi, nelle stesse proporzioni, hanno proprietà affatto diverse l’una dall’altra. Ad es., la grafite e il diamante sono chimicamente carbonio, ma hanno proprietà le mille miglia lontane dal carbonio. Si venne così al concetto che le proprietà di una sostanza non dipendono dalla loro composizione chimica, _ossia dalla natura dei loro atomi, ma dalla disposizione di questi atomi nella molecola_.

Questo concetto fu ribadito dai progressi, cui la chimica man mano pervenne, nella riproduzione artificiale di molti degli elementi degli organismi, vegetali e animali. Le più notevoli tra queste sintesi chimiche riguardano gli _zuccheri_ e le _proteine_, essendo i primi tra i più caratteristici prodotti della vita delle piante; le seconde, fra i più importanti prodotti vitali in quanto entrano nella composizione dei tessuti animali.

Si trovò in conseguenza che i «prodotti organici» sono composti di elementi chimici inorganici, e, precisamente, di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, più fosforo (o zolfo), e che ciò che li rende «organici» deve essere solo un diverso aggruppamento dei loro atomi. In questo modo la chimica si poneva in contatto con la vita, e un suo ramo speciale si dice oggi, appunto, _biochimica_.[101]

Un’altra conclusione è derivata da queste esperienze: che i processi chimici della vita organica sono sostanzialmente analoghi a quelli che si praticano nei laboratorii scientifici, anche se talora qui si ottengono alcuni prodotti organici con metodi diversi (in genere più energici e più rapidi) di quelli che la natura preferisce seguire.

_D_). _Elettrolisi._ — Con la _elettrolisi_ chimica siamo in presenza di una delle più mirabili applicazioni della fisica alla chimica. Si tratta dei fenomeni che avvengono nelle soluzioni di sostanze chimiche sotto l’azione della corrente elettrica. Intorno ad essa il fisico _Arrhenius_ formulò la sua teoria della _dissociazione elettrolitica_ o _ionizzazione_ (_ioni_ sarebbero gli atomi carichi di elettricità). Secondo questa teoria, non sarebbe la corrente elettrica quella che determinerebbe la scomposizione delle molecole dei corpi nei loro atomi (gli _ioni_); questi esisterebbero già disciolti, allo stato libero,[102] innanzi il passaggio della corrente. La quale, invece, si limiterebbe ad attirarli verso il polo positivo o negativo, ossia, come si dice, ad orientarli.

_E_). _I nuovi elementi chimici._ — I nuovi procedimenti di analisi chimica hanno portato alla scoperta di un numero grandissimo di _sostanze elementari_ (_corpi semplici_, come una volta si diceva), quali al tempo del Lavoisier non era possibile concepire. Fino al sec. XIX, noi lo sappiamo, non se ne imaginavano che quattro (_terra, aria, acqua, fuoco_) o tre (_zolfo, mercurio, sale_). A mezzo il sec. XIX, erano 62. Essi si contano oggi in numero di circa 80, senza tenere conto delle sostanze che provengono dalla disintegrazione dell’uranio, del radio e del torio e delle loro _emanazioni_. La successione di tali scoperte segna le tappe di una conquista, via via più intima, del mistero della natura.

39. =Medicina.= — I grandi progressi della medicina, nel sec. XIX, sono stati determinati dai progressi di tutte le altre discipline scientifiche, che le hanno fornito i propri strumenti ed i propri resultati.

La fisica ha fornito alla medicina lo specchio per la esplorazione della laringe, l’elettricità, per la cura di gran numero di malattie, specie quelle nervose; la chimica le ha fornito l’anestesia per le operazioni chirurgiche; la fisica, la chimica e la botanica, insieme, i mezzi e i resultati delle ricerche sui batterî, le sieroterapie (contro il vaiolo, il carbonchio, la difterite, l’idrofobia, il tifo) ecc. ecc.

D’altra parte, i progressi della medicina sono stati determinati dalla introduzione, anche in questa scienza, del metodo sperimentale.

Lo scienziato, a, cui spetta il merito di questa galileiana rivoluzione è stato _Claudio Bernard_ (1813-78). I suoi criterii in proposito sono svolti nella sua _Introduzione allo studio della medicina sperimentale_, ch’è del 1865. Il Bernard vi sostiene i concetti del _determinismo_, che, cioè, ogni fenomeno è determinato da condizioni materiali, che ne sono le sue cause prossime, e che, se si riproducono, fanno riprodurre anche il fenomeno, e vi combatte il vecchio _vitalismo_, del sec. XVIII, per cui, in luogo di queste condizioni materiali, sarebbe esistito un certo «principio vitale», che rendeva superflua ogni altra ricerca.

Per ritrovare queste condizioni, il Bernard raccomanda l’esperimento, anzi _esperienze comparative_.

Questo non era nuovo; le altre scienze seguivano siffatto metodo da trecento anni almeno, e i pochi medici, veramente scienziati, del sec. XVIII non si erano comportati diversamente. Potrebbe dirsi, anzi, che da tale punto di vista, la nuova scienza del sec. XIX ne abbia continuato e completato e perfezionato i metodi; ma questo perfezionamento e completamento hanno dato luogo a resultati assolutamente imprevisti e grandiosi. La medicina dei secc. XIX-XX ha mirato a cogliere esattamente il rapporto tra l’_anatomia patologica_ — le lesioni locali — e i sintomi di queste lesioni: ciò che costituisce la così detta _clinica_. Ha perciò cercato di stabilire con esattezza i quadri di ciascuna malattia. E questo è stato un mezzo potente per la graduale conquista della terapia di ciascuna.

Centro scientifico della medicina, nella prima metà del sec. XIX, furono la Francia e Parigi. Colà si ebbe _Cruveillier_ per l’anatomia umana, _Laennec_ per la clinica medica, _Esquirol_ per la psichiatria (malattie mentali); sopra tutti, il ricordato _Claudio Bernard_, che non fu solo l’introduttore in medicina del metodo sperimentale, ma il più grande fisiologo del secolo. Per questa parte, il merito — grandissimo — del Bernard fu duplice: _a_) collegare strettamente lo studio dell’organismo umano, allo stato normale (_fisiologia_), con quello dell’organismo umano, allo stato malato (_patologia_), e dimostrare quanto il primo ordine di conoscenze giovi al secondo; _b_) fermare l’attenzione sui fenomeni vitali, ch’egli concepiva analoghi per i due regni delle piante e degli animali.

Contemporaneamente si sviluppava la scienza tedesca: con sede, prima, a Vienna; poi dopo il 1870, dopo l’unificazione e l’ascesa, politica ed economica, della Germania, a Berlino.

A Vienna, tra il 1837 e il 1897, lo _Schleider_ e lo _Schwann_ fondavano la così detta _dottrina cellulare_. Questa dottrina approfondiva largamente la teoria delle cellule animali, a cui già era pervenuto il sec. XVIII, dichiarando la cellula punto di partenza e sede di tutti i fenomeni vitali. Il sommo patologo _Virchow_[103] estendeva tale dottrina alla patologia, dichiarando le cellule (e non già il sangue e i nervi), i veri focolari delle malattie. Probabilmente, questa violenta reazione alla teoria umorale del secolo scorso oltrepassava la verità: anche l’alterazione del sangue (si ammette oggi) è causa di malattia, ma essa conteneva la massima parte di vero.

In conseguenza _Heule_[104] e _Köllicher_ fondavano lo studio dei tessuti (_istologia_) allo stato, sano e malato, schiudendo così la fonte di un altro larghissimo contributo alla medicina contemporanea.

L’Italia, nella prima metà del secolo, a motivo delle sue condizioni politiche, delle agitazioni per l’indipendenza e per l’unità, che distraevano gli spiriti dalla scienza pura; a motivo dell’oscurantismo dei governi, che diffidavano della scienza stessa e non vi fornivano, nelle scuole superiori, alcun aiuto, rimase assai addietro dalle altre nazioni in tutti i rami della scienza medica. Ma la lotta per la conquista del sapere, iniziatasi, dopo il 1860, con volontà eroica, di successo, pur in condizioni materiali difficilissime e con scarsi aiuti governativi, e l’intimo contatto, in cui la nostra scienza si volle ora porre con la scienza d’oltr’Alpe, ebbe la virtù di suscitare una splendida scuola medica italiana.

Ecco taluni degli studii e talune delle scoperte moderne, coi relativi autori, su questo campo: la scoperta ch’è il midollo rosso delle ossa a fabbricare il sangue (_Bizzozzero_); gli studii sulle funzioni del cervelletto, sugli organi a secrezione interna (le così dette _glandole_); la cura della tubercolosi e del tetano; la scoperta delle _ptomaine_ (veleni svolti dal cadavere) (_Selmi_); l’interpretazione della origine e della diffusione della malaria (_Celli, Grassi_); la scoperta degli agenti infettivi della polmonite e della meningite cerebro-spinale; il processo del così detto _morbo di Banti_; la diagnosi del cancro (_Fichera_); la batteriologia, e la sierologia (_Pasteur_); l’antisepsi; la fasciatura elastica per le emorragie.

Altra caratteristica della medicina, nei secc. XIX-XX, è stata quella di allargare la sua considerazione dall’individuo alla collettività, ossia dalla terapeutica della malattia alla cura preventiva dell’individuo e della collettività. Così sono nate la _medicina_ e la _igiene sociale_, che hanno di molto ridotto la mortalità ed elevato la media della vita. Inoltre la medicina è passata a proteggere anche la vita degli animali.

Da tutto ciò è seguito che oggi la medicina non è più una scienza, ma è un fascio di scienze: _anatomia, istologia, fisiologia, patologia, igiene, clinica medica, clinica chirurgica, psichiatria, neuropatologia, chirurgia, ostetricia, ginecologia, otorinolaringoiatria, tossicologia, zooiatria, zootecnica, acquicoltura e pesca_, ecc. ecc.

40. =Zoologia e botanica:= _A_). _La teoria della evoluzione._ — Nel sec. XIX le vecchie _zoologia e botanica_ puramente _descrittive_, le quali non facevano che accumulare e collezionare materiale, cominciarono a declinare nella estimazione scientifica. Si volle penetrare più a fondo il processo della vita. Già lo sforzo di classificare, secondo tratti essenziali, le varie specie, animali e vegetali, e i primi accenni della teoria dell’evoluzione, nel sec. XVIII, erano appunto mossi da questo impulso. Ma il sec. XIX adottava completamente il nuovo indirizzo, e ne fu dominato per gran tempo. Nacquero così la _botanica_ e la _zoologia_, che si dissero _scientifiche_, e per gran tempo gli scienziati vecchio stile furono costretti a nascondersi nell’ombra dei loro ricchi gabinetti. Allora irruppe in piena luce la _teoria della evoluzione_, ossia la dottrina così detta _trasformistica_ delle specie.

Il _Lamarck_ (_Giovanni Battista Pietro Antonio di Monet, cavaliere di Lamarck_) (1744-1829), il più illustre e consapevole fondatore della teoria della evoluzione, intitolò la grande opera, ch’egli dedicava a questo soggetto, con la denominazione di _Filosofia zoologica_ (1807). Egli si schiera contro l’opinione corrente, la quale si appoggiava alla grandissima autorità di Cuvier, circa la fissità e invariabilità delle specie, e contro la teoria della creazione diretta. Non gli animali (egli afferma) furono creati per i modi di vita, in cui oggi li vediamo muoversi, ma i loro modi di vita li han fatti quali li vediamo. L’ambiente naturale li costringe e certe funzioni, le quali talora sviluppano organi esistenti, talora ne impongono la nascita _ex-novo_, tal’altra fanno sparire gli organi che esistevano. La funzione, dunque, — essa soltanto! — determina l’organo e tutti i caratteri di ogni animale e di ogni specie. Vero è che le variazioni avvengono lentissimamente, attraverso molti secoli, ma i caratteri acquisiti si ereditano, e a lungo andare questa eredità determina l’origine di nuove specie e la sparizione delle specie intermedie.

Queste teorie il Lamarck ribadì nella _Introduzione_ alla sua più tarda _Histoire des animaux sans vertèbres_ (1816). Ma caddero, naturalmente, nella impopolarità universale, furono soffocate dalla condanna della scienza ufficiale, e il loro autore morì nella povertà e nella disistima più immeritata.

Tuttavia nei cinquant’anni che scorsero tra la pubblicazione della _Filosofia_ del Lamarck e l’_Origine delle specie_ di Carlo Darwin, non sono rari gli accenni di scienziati di ogni ordine verso la nuova eresia, benchè nessuno voglia essere confuso col grande eretico francese.

_Carlo Darwin_ (1809-87), nipote di Erasmo (§ 33 _B_), iniziò la sua gloriosa carriera scientifica, non solo ignorando Lamarck, ma aborrendone e ammettendo (fino al 1834 almeno) la teoria della creazione diretta delle specie. Un grande viaggio di esplorazione scientifica, che egli fece nell’America del Sud, tra il 1831 e il 1836, cominciò a scuotere quella sua opinione convenzionale. Egli fece colà un mondo di osservazioni, e prese un cumulo enorme di appunti. Or bene le sue osservazioni e i suoi appunti lo costringevano a constatare, con l’eloquenza del fatto, le variazioni e la variabilità delle specie animali e vegetali. Tuttavia, egli non s’affrettò a lanciare nessuna ipotesi; fece la relazione del suo viaggio, e continuò a osservare e studiare. Nel 1839 un libro famoso di Malthus sulla _Popolazione_ gli fece balenare l’idea che le variazioni delle specie, ossia la scomparsa di alcune e la persistenza di altre, dipendessero da una lotta per l’esistenza, attraverso cui le specie meglio adatte alla vita, meglio capaci di adattamento, trionfano e sopravvivono, mentre le altre scompaiono. Questa legge egli chiamò della _selezione_ (scelta) naturale, e svolse nel suo libro famoso su _L’Origine delle specie_ (1859). Ogni individuo, come ogni specie, ha caratteri suoi differenziali, dipendenti dal caso, ossia da cause impossibili a determinare. Gli individui e le specie lottano tra di loro per conquistarsi il cibo, l’aria, l’abitazione. Quelli che hanno i caratteri più adatti per tal fine (o che sanno acquistarli), sopravvivono, mantengono quei caratteri, li perfezionano, dànno luogo a nuove specie. Gli altri sono destinati a sparire.

Il Darwin, in tal modo, escludeva dal novero delle cause delle variazioni delle specie ogni fattore, che non fosse quello della selezione per l’esistenza o, anche, della conquista della femmina (_selezione sessuale_). Ciascuna di queste sue affermazioni era corredata (ecco il tratto caratteristico e il merito indimenticabile del Darwin!) da una mole enorme e decisiva di fatti. Però, più tardi, egli dovette convenire che i nuovi caratteri delle specie derivavano anche dall’azione dell’ambiente e dall’uso (o dal disuso) degli organi, il quale ultimo determina, negli animali e nelle piante, conseguenze ereditarie. In tal modo egli si riaccostava visibilmente a Lamarck.

Questi concetti il Darwin usò nella spiegazione delle origini delle specie superiori — l’uomo compreso —, e nella sua _Origine dell’uomo_ (1881) escluse l’idea di una creazione, diretta e materiale, dell’uomo, nel senso letterale, biblico. Ciò non era nuovo. Anche S. Agostino e S. Tommaso d’Aquino avevano elevato il trono e la dignità di Dio creatore (§ 11 _E_). Ma il Darwin sostituì al concetto di creazione quello di derivazione della specie umana da specie inferiori, oggi disparse. Fu questo l’assunto che gli procurò le lotte più accanite perchè esso veniva a distruggere l’antropocentrismo della tradizione religiosa, come, parecchi secoli innanzi, Copernico e Newton ne avevano distrutto il geocentrismo.

Ciò non pertanto, oggi, sia pure con maggior giustizia verso Lamarck, la teoria, o l’ipotesi, dell’evoluzionismo domina la botanica e la zoologia. E alle antichissime, eterne domande, che primi i filosofi ionici si erano poste — _«Donde nacque la vita?»; «Quale l’origine dell’uomo?»_ — la scienza moderna crede (o s’illude?) di aver dato una risposta soddisfacente.

_B_). _Problemi minori_. — Il problema principe della origine delle specie ha, nei secc. XIX-XX, fatto passare in sott’ordine gli altri progressi botanici e zoologici.

Non ostante la repugnanza, con cui, verso la metà del secolo, la botanica e la zoologia descrittive erano considerate, deve dirsi che la conoscenza materiale del mondo delle piante e degli animali si è, d’allora ad oggi, accresciuta per varie ragioni: _a_) i viaggi di esplorazione, con iscopi scientifici, alle regioni polari, in alta montagna, sotto il livello del mare, in regioni impervie o inospitali (Africa del centro, Australasia, Oceania); _b_) la creazione di numerose società scientifiche con _Bollettini_ ed _Atti_, i quali permettono ai naturalisti di pubblicare subito le vicendevoli ricerche, e subito prenderne conoscenza; _c_) i numerosissimi Musei di scienze naturali, ordinati con metodo; _d_) gli allevamenti scientifici, che permettono, a piante e ad animali esotici, di vivere a lungo e di riprodursi; _e_) la rappresentazione di piante e animali fatta con mezzi perfetti (fotografia, incisione, litografia, cromolitografia).