Part 9

Tuttavia sarebbe esagerato affermare (e pensare) che la meccanica di questo tempo sia tutta dominata da Leonardo. Su di essa influiscono, in pari misura, la dottrina del sommo italiano e la rinnovata conoscenza dei libri del greco Archimede, che solo ora vengono tradotti in latino; onde duplice (non unica!) è la scaturigine dei nuovi progressi.

Anche il matematico _Gerolamo Cardano_ (1501-76) si occupò di meccanica e di idraulica. Ma altri scienziati del secolo XVI studiano altri rami della fisica. In questo campo eccelle _Francesco Maurolico_ di Messina (1494-1575). Egli si occupò di ottica: 1) dimostrò che il _cristallino_ dell’occhio funziona come una vera lente; 2) scoperse le cause della presbitìa (nella debole potenza di rifrazione del cristallino, per cui occorre l’aiuto di una lente convergente) e della miopìa; 3) spiegò perchè l’imagine, data dai raggi solari, sopra un piano, dopo avere attraversato un foro di forma qualunque, sia sempre circolare (in quanto essa, ha per base il disco del sole).

Ma degni di menzione a parte sono gli studii di questo secolo — i primi studii in proposito — relativi a una forza che oggi domina il mondo: l’elettricità. Fu l’inglese _Guglielmo Gilbert_ (1540-1603) di Colchester ad occuparsene, in un’opera famosa, _Il Magnete; i corpi magnetici e la Terra considerata come un grande magnete_ (1600), che il Galilei disse degna di riscotere l’invidia della scienza di ogni Paese, e che racchiude e illustra studii di lunghi anni.

Come parecchi degli scienziati del Rinascimento, il Gilbert è un aspro censore dei metodi scolastici, in fatto di ricerche scientifiche, ed inculca invece lo studio diretto delle cose, dei fatti, l’osservazione, l’esperimento. Egli quindi, con Ruggero Bacone, con Pietro d’Abano, con Leonardo da Vinci, è uno dei più illuminati precursori del metodo sperimentale.

Il Gilbert cominciò con lo studiare il magnetismo: nella calamita, nel ferro, nel nostro pianeta. Notò che esso diminuisce in proporzione del calore, e commise perciò l’errore di vederne nel freddo la causa fisica. Emise per primo l’ipotesi che la Terra sia da considerare come un grande magnete, ossia fornita delle proprietà fondamentali della calamita — polarità, rivoluzione, attrazione —; la qual cosa potè sperimentare, adoperando pei suoi esperimenti una piccola calamita a forma di globo, che denominò _Terrella_, rispetto alla quale gli aghi di ferro si comportavano come si comportano di fronte alla Terra, e persino che la loro declinazione magnetica aumentava procedendo dall’equatore (della sferetta) ai poli. Studiò anche — ciò che doveva essere utilizzato molto più tardi — l’_induzione magnetica_ (cfr. § 37 _A_) e rilevò primo il fatto che di una calamita rotta in più parti si ottengono altrettante calamite.

Dagli studî sul magnetismo il grande fisico inglese passò a quelli sull’elettricità, che distinse dal magnetismo. Ventidue secoli dopo Talete, il Gilbert, ripigliando l’antica osservazione che l’ambra si eletrizza con lo strofinio, rilevò che tale proprietà è posseduta da parecchi corpi. Studiò quindi le condizioni proprie della elettricità, determinò i corpi capaci di eletrizzarsi (_idioelettrici_), inventò la prima rozza macchina elettrica (l’_elettroscopio_); in una parola, _gettò le fondamenta della scienza dell’elettricità_. E dette a questa forza misteriosa il nome che noi abbiamo adottato: _elettricità_.[70]

23. =Chimica.= — La chimica dei secc. XIV-XV, sebbene praticamente possa vantare di aver accresciuto il numero dei suoi ritrovati, rimane in fondo allo stadio precedente di alchimia ricercatrice del processo unico per la trasmutazione dei metalli. Infatti, un utile insegnamento non poteva derivare, alla chimica del tempo, dalla scienza antica. Questa, allorchè aveva voluto specializzarsi, non era stata, anch’essa, che alchimia!

Uno degli alchimisti più famosi e anche più misteriosi (non sappiamo con sicurezza se dei sec. XV o XVI) è quello le cui opere recano, come autore, il nome di _Frate Basilio Valentino_, della cui vita nulla ci è noto. Queste opere contengono un numero impressionante di fatti chimici ignoti ai più degli studiosi. Egli conobbe l’_antimonio_ e i suoi preparati, l’arsenico, lo zinco, il bismuto, il manganese, gran numero di preparati mercuriali e sali di piombo, il _vetriolo verde_ (solfato di ferro), il _vetriolo azzurro_ (solfato di rame), il cloruro doppio di ferro e ammonio, il sale ammoniaco, l’etere, il cloruro e il nitrato di etile, dimostrando così un progresso scientifico, che impressiona, rispetto a tutti i suoi contemporanei.

Se la personalità del Valentino ci è ignota, tale non è però quella di _Leonardo da Vinci_, che anche alla chimica consacrò una parte della sua attività molteplice e prodigiosa. Egli ebbe profonde cognizioni di chimica tecnologica (la chimica applicata alle arti e all’industria), studiò la solubilità di certi pigmenti vegetali nell’alcool e, sopra tutto, la _chimica dei colori_, che applicò ai suoi quadri meravigliosi, e nella quale fu maestro. Egli, inoltre, è uno degli studiosi di chimica del nostro Rinascimento che cominciano a reagire contro gli errori, le illusioni, le speculazioni dell’alchimia medievale.

Ma un fenomeno interessante che si accenna in fine del secolo è questo: il sorgere o, piuttosto, il diffondersi di una scuola di alchimisti, i quali applicano i ritrovati della chimica alla preparazione di specifici farmaceutici. La nuova scuola di questi chimici-medici si disse degli _iatrochimici_, e il più famoso, e famigerato, fra costoro, nel sec. XVI, è uno degli uomini più geniali e disordinati di tutti i tempi: _Paracelso_ (_Filippo Aurelio Teofrasto Paracelso_), medico, chimico, filosofo, ed anche, pur troppo, astrologo e ciarlatano (1493-1541).

Il passaggio dalla alchimia alla farmaceutica e alla medicina non era casuale: la _pietra filosofale_ non doveva servire solo per fabbricar l’oro, ma (come vedemmo) anche per ritrovare l’_elisir di lunga vita_, ossia per scoprire il segreto della medicina universale. Per fortuna, come dal fallimento dell’alchimia applicata ai metalli, uscirà la chimica vera e propria, così il fallimento del segreto della medicina universale lascerà dietro di sè il residuo utile di una grande quantità di cognizioni di chimica medica e la piena consapevolezza dell’importanza della chimica per la medicina. Il filosofo inglese e contemporaneo di Galilei, Francesco Bacone, definirà, con una vecchia parabola, in modo efficacissimo, quest’importanza, storica e scientifica, dell’alchimia. «L’alchimia» (egli scrisse) «può essere paragonata a quel tale che, morendo, avvertì i figlioli di aver lasciato loro un tesoro sepolto in qualche parte della sua vigna. Essi scavarono e non trovarono nulla. Ma, avendo per tal modo rivoltato il terreno intorno alle radici delle viti, ebbero una vendemmia abbondante. Così le ricerche e gli sforzi, diretti a fabbricare l’oro, condussero a molte utili invenzioni...».

Ma forse il carattere più saliente dell’alchimia nei secc. XV-XVI è la sua decadenza nel concetto degli scienziati medesimi, o, piuttosto la distinzione, che ora essi cominciano a fare, tra le sue parti sane e quelle caduche. Benedetto Varchi, un letterato del Rinascimento, in un trattato apposito (_Sulla verità o falsità dell’Alchimia_), distingue tre specie di alchimia: quella «vera», che insegna a fabbricare i metalli; la «sofistica», che fabbrica metalli artificiali somiglianti ai veri solo nei particolari esteriori; la _falsa_, che imagina di poter cavare dalle varie sostanze i loro _principii_ e ricreare la vita, e donare l’immortalità, e ridonare la giovinezza. Questa, infatti, è l’arte a cui noi moderni sogliamo dare il nome spregiativo di alchimia. Le altre due (la _vera_ e la _sofistica_) entrano nei quadri della nostra scienza, e, pur dispogliate di alcuni pregiudizi che le ingombravano, hanno dato luogo alla chimica moderna.

24. =Medicina; zoologia; botanica.= — Nei secoli del Rinascimento la medicina fiorisce nelle Università, italiane e straniere, che continuano a moltiplicare di numero e a crescere di importanza: a Padova, a Cambridge, a Salamanca (ormai cristiana), a Roma, Avignone, Pisa, Praga, Firenze, Pavia, Vienna, Colonia, Palermo, ecc. Intanto l’irrompere della coltura classica — e più dello spirito della coltura classica —, oltre a far conoscere direttamente molte opere greche, dà impulso, anche in medicina, alla osservazione diretta.

Così le malattie sono meglio conosciute e descritte, la loro diagnosi e la terapeutica, più sicure. Vengono scoperte e definite nuove malattie (tifo, scorbuto ecc.).

Anche i progressi considerevoli delle belle arti (specie della pittura e scoltura), e il realismo che ora le domina, contribuiscono allo sviluppo della scienza medica. _Michelangelo Buonarroti_ e _Leonardo da Vinci_, specie il secondo, sono dei profondi studiosi dell’anatomia umana.

Il rinnovato amore della natura e le grandi scoperte del Nuovo Mondo, i grandi viaggi del sec. XVI in Arabia, Egitto, Siria, dànno, dopo venti secoli — dall’età delle conquiste e scoperte dell’età ellenistica —, alla zoologia e alla botanica, un impulso insolito. Il ricordato filosofo Bernardino Telesio è un dotto naturalista. Viaggiatori, colonizzatori e i primi missionari iniziano la coltura europea alla conoscenza delle ricchezze naturali del Nuovo Mondo. Queste ricchezze, però, sono più abbondanti nei riguardi della flora, che non in quelli della fauna. Le rivoluzioni geologiche avevano ridotto d’assai la fauna delle due Americhe, sì che queste non dettero che poche specie animali ignorate: tra quelli domestici, ad es., solo il maiale d’India e il tacchino.

Maggiori, quindi, più notevoli, sono ora i progressi della botanica al confronto della zoologia. E, sia per brama di curiosità, sia per rinnovato amore di bellezza e di ricchezza, si aprono, specie nel sec. XVI, grandi _giardini botanici_: a Padova (1525), a Pisa (1544), a Leyda (in Olanda) (1577), e poi in Francia, a Montpellier, a Parigi (1598). Gli scienziati europei hanno ora agio di scrivere libri contenenti ampie e precise descrizioni, anzi (come non si era mai usato) raffigurazioni grafiche delle varie piante: il che sarà di utile immenso alla scienza. Abbiamo così il tedesco _Brunfels_ (1470-1534), che studia scientificamente la flora europea, e _Girolamo Bock_ (1498-1554) e _Leone Fuchs_ (1501-68), che sono tra i maggiori osservatori e studiosi di botanica. Il primo, anzi, ritenta, dopo tanti secoli, una classificazione delle piante, dando così inizio a tutte la serie dei tentativi di questo genere, che riempiranno i secoli seguenti. Ultimo, in ordine di tempo, fra i botanici del secolo XVI, _Andrea Cisalpino_ (1519-63), distribuisce le 840 specie di piante, ch’egli enumera, in 15 classi, suddivise a loro volta, per i loro caratteri, in 47 sezioni. _Criterio distintivo della classificazione non sono più le apparenze esterne, ma il seme, le sue parti e l’embrione._

Ecco, dunque, un nuovo carattere della botanica del secolo: _lo studio delle singole parti della pianta_: fiore, frutto, organi sessuali.

LA SCIENZA NELL’EVO MODERNO

(I secc. XVII-XVIII)

=25. Caratteri della scienza moderna.= — I caratteri della scienza moderna, che si affermano in modo deciso nei secoli XVII-XVIII, sono i seguenti: _a_) una crescente specializzazione, per cui le vecchie discipline scientifiche si dirompono in parecchie altre, di cui ciascuna abbraccia un dominio ampio quanto quello d’una delle antiche, classiche discipline scientifiche; _b_) una influenza feconda dell’una scienza sull’altra, che determina conquiste altrimenti impossibili. Così i ritrovati e le scoperte della fisica influiscono potentemente sui progressi della chimica; gli uni e gli altri, sui progressi dell’astronomia, della medicina, delle così dette scienze naturali, e viceversa; _c_) infine, una precisione d’indagini, di accertamento di fatti, una volontà deliberata di strappare alla natura il suo segreto, che erano ignote alla massima parte della scienza antica e medievale, una libertà e un rigore di ragionamento, che certamente era ignota a quest’ultima.

Tuttavia queste ragioni non bastano a spiegare i progressi, quasi miracolosi, della scienza nei secoli XVII-XX. Hanno bisogno di essere a loro volta spiegate. La grande causa prima è di natura sociale, non intellettuale; è il fatto sovrano, che domina i tre quarti della scienza e della storia moderna e contemporanea: lo sviluppo della industria, il nascere della grande industria moderna, e che impose agli uomini — come condizione necessaria di vita — gravissimi problemi di tecnica, che sarebbero stati irresolubili senza l’aiuto della scienza. Per tal modo questa venne sollecitata a tentativi, a sforzi inauditi, che per l’addietro non erano punto necessari, e bisognò che s’ingegnasse a soddisfarli.

26. =Il metodo sperimentale.= — La rinnovazione nei sistemi di ricerca scientifica, che avviene nel sec. XVII, va sotto il nome di conquista del _metodo sperimentale_. I fondatori e i formulatori del _metodo sperimentale_, in sulla soglia dell’età moderna, sono principalmente tre: _Galileo Galilei_ (1564-1642), _Francesco Bacone_ (1561-1626), _Cartesio_ (_Renato Descartes_) (1596-1650). Ma, come abbiamo avvertito, l’opera loro è preceduta da una preparazione — filosofica e scientifica — di almeno tre secoli.

Il Galilei è un nemico feroce dell’autoritarismo, impersonato nella filosofia aristotelica medievale, a cui la scienza si era per circa un millennio inchinata, e anche della tendenza a voler ricercare l’_essenza_ delle cose naturali: «impresa», a suo avviso, «impossibile», «fatica» perfettamente «vana». Non ha neanche un’assoluta fiducia nei nostri sensi, nella ragione umana, che spesso tradiscono, anzichè tradurre, la realtà. Perciò egli raccomanda la massima cautela nell’osservare e nell’indurre e replicati e instancabili tentativi di osservazioni e di esperienze.

Il compito dello scienziato, spiega il Galilei, è leggere — voler leggere — nel «gran libro della Natura», che questa «continuamente tiene aperto innanzi a quelli che hanno occhi nella fronte e nel cervello». Perciò, innanzi tutto occorre decifrare esattamente i caratteri della Natura, ossia stabilire esattamente le condizioni in cui avvengono i fenomeni. A questo giovano sopra tutto l’osservazione e l’esperimento. Queste due operazioni ci avvertono di quello che è _causa_ e di quello che è _effetto_, in quanto, posta la prima, deve seguire il secondo, e, rimossa la prima, viene rimosso il secondo. La risposta, che la natura offre a tali interrogazioni, non concerne la _qualità_ delle cose, che dipende da noi, soggetto senziente, ma la figura, la grandezza, il movimento delle cose, i loro rapporti, ossia la _quantità_. Solo per questo è possibile riassumere in formule di matematica (la scienza per eccellenza delle quantità) i resultati della osservazione e dell’esperimento. Ed è con la matematica, che l’intelletto umano conquista una conoscenza assoluta; si raccosta all’intendere di Dio. Onde non a torto il Galilei si dice replicate volte un _pitagorico_, giacchè i Pitagorici ebbero in grande stima la scienza dei numeri, e tributa sommo onore a Platone, che diceva divino l’umano intelletto solo in quanto riesce a cogliere la natura e il valore dei numeri. Di questi pochi concetti sparsi qua e là nelle opere galileiane (specie nelle _Macchie solari_, nel dialogo dei due _Massimi sistemi_, ne _Le nuove scienze_, nel _Saggiatore_), senza mai l’intenzione di erigere un sistema di metodica scientifica, il Galilei fu il più felice e fortunato applicatore, e ciò lo pone al primo posto nella storia del metodo sperimentale.

Il suo contemporaneo, invece, il filosofo inglese _Francesco Bacone_ (1561-1626), pessimo sperimentatore e pessimo scienziato, sì da ignorare le scoperte del Galilei e da combattere Copernico, volle nel contrapporsi alla scolastica gettare le basi di un nuovo metodo scientifico. A tale intento mirano, le sue due opere _De dignitate et augmentis scientiarum_ (_Dignità e progressi delle scienze_) e il _Novum organum_ (_Il Nuovo organo_), parti di un’opera (_Instauratio magna_), ch’egli non riuscì mai a completare.

Anche Bacone attacca il principio di autorità e la scolastica. Attacca anche la scienza greca, che egli misconosce, e che, a suo avviso, rappresenterebbe l’infanzia del pensiero umano. Bisogna invece, esclama, ripetendo lo stesso concetto del Galilei, leggere direttamente nel gran libro della Natura. E, per ben leggere, occorre osservare, indurre dalla osservazione, qualche legge generale, e poi sperimentare la legge, che così s’è indotta. Questo, la differenza, che deve correre fra la scienza antica e la moderna!

Sperimentando — avverte — bisogna confermare le esperienze positive con esperienze negative. Non basta, ad es., osservare, e provare con l’esperimento, che le cause _A, B, C, D_ producono gli effetti _a, b, c, d_. Bisogna mostrare che, rimosse le prime, vengono meno anche i secondi.

Anche questo diceva il Galilei; e, al pari dello scienziato italiano, il filosofo inglese inculca che bisogna dubitare a lungo delle nostre osservazioni ed esperienze, ossia degli inganni che ci tendono i sensi e la ragione. Noi siamo (esclama Bacone nel suo linguaggio imaginoso) illusi spesso dalla natura umana (_idola tribus_ = gli idoli della razza), dalla nostra natura individuale (_idola specus_ = gli idoli della spelonca del nostro io interiore), dalle nostre prevenzioni metafisiche (_idola theatri_ = gli idoli dell’istrionismo dei metafisici), e fa d’uopo che stiamo in guardia contro noi stessi.

Non bisogna neanche — avverte egli stesso, come il Galilei, — ricercare le cause prime, l’essenza della natura. La scienza ha scopi più modesti: la ricerca della legge che unisce tra loro i diversi momenti dei fenomeni, le loro leggi (le _cause parziali_ aristoteliche). Però, a differenza del Galilei, Bacone è un avversario dell’applicazione della matematica alla fisica, che avrebbe dominii assolutamente separati dalla prima.

Questo, il nocciolo del pensiero baconiano, che non solo è avvolto in un linguaggio astruso, ma è anche sparso di contradizioni e di errori. Come, ad esempio, conciliare la sua lotta contro la ricerca delle cause prime con la sua fede di alchimista nel raggiungimento della forma più «semplice» della natura, conquistata la quale, sarà possibile trasformare tutti i corpi in oro?

Comunque, attraverso le vedute confuse e il ragionare scolastico, drizzato contro la scolastica, il carattere dell’opera baconiana è quello di una intenzionata formulazione di un nuovo metodo scientifico.

Il francese _Renato Cartesio_ (1596-1650), che è più giovane di Bacone e del Galilei, è ancor meno dell’uno e dell’altro l’inventore _ex integro_ del metodo sperimentale. Ma nel suo classico _Discorso del metodo_ (1637) egli ebbe il merito di riunire e coordinare in un sistema chiaro elementi sparsi, presso scienziati e filosofi, a lui cronologicamente anteriori.

Anche Cartesio, come il Galilei, raccomanda molto di fissar bene i particolari dei fenomeni e di non lasciarsi illudere dal senso e dalla ragione. Bisogna — inculca — accettar per vero solo quello che risulta ad evidenza tale. Ma l’originalità della sua dottrina, che però corrispondeva esattamente alla pratica del Galilei e della sua scuola, sta nel secondo precetto cartesiano, nel precetto di scomporre ciascuna delle difficoltà, che si affrontano, in difficoltà minori, in parti, via via più piccole e più semplici. Solo, compiuto questo lavoro, si può procedere di nuovo dalla conoscenza di questi minori elementi alla conoscenza di tutto l’insieme, avendo però ben cura di non omettere alcun termine.

Il metodo cartesiano, dunque, è un processo di analisi e di sintesi, di decomposizione e di ricomposizione, di intuizione (==osservazione) e di ragionamento. Ma siccome il ragionamento dipende dalla intuizione, a questa, ossia alla visione immediata della verità, che coglie in piena evidenza ogni singola nozione, si riducono in ultima istanza tutte le fonti della scienza.

Le opere scientifiche di Cartesio — la sua _Diottrica_ e la sua _Geometria_ (cfr. § 27) sono saggi pratici di questo metodo.

27. =Matematica.= — Il Seicento e il Settecento sono i _secoli aurei_ delle matematiche moderne e come tali possono venir paragonati all’età di Euclide, Archimede, Apollonio nello sviluppo del pensiero greco.

Alla fine del sec. XVI, i principii fondamentali e i contorni dell’aritmetica, dell’algebra, della teoria delle equazioni erano stabiliti e disegnati. Tuttavia, per mancanza di buoni libri di testo, relativi a queste discipline, la loro cognizione era limitata ai dotti e, persino, la moderna notazione algebrica e trigonometrica non era familiare ai più, nè universalmente adottata.

Ma nei secc. XVII-XVIII si erige l’intera costruzione della matematica contemporanea: la trigonometria e la geometria vengono fecondate profondamente dall’algebra; l’algebra, dalla geometria, donde nasce la _geometria analitica_.[71] In contrapposto a quest’ultima, viene sistematizzata la _geometria_ così detta _descrittiva_, che ha per iscopo di fissare i metodi per rappresentare i corpi a 3 dimensioni su un piano a 2 dimensioni. In questa età ha origine l’_analisi infinitesimale_ moderna, di cui è dubbio se alcuna traccia sia possibile ritrovare presso i Greci del periodo alessandrino. L’algebra fissa definitivamente quei segni e quei simboli, che noi oggi usiamo, rompendo per sempre con l’uso della indicazione, sia pur abbreviata, di quei concetti, ch’essa voleva esprimere, e acquistando così una incredibile rapidità di movimenti. Ora si tenta giungere al di là delle equazioni di 4º grado, affrontando così dei problemi, cui giammai l’algebra, indiana o araba, erano giunte. Finalmente, con la redazione delle _tavole logaritmiche_, si acquista una brevità infinitamente maggiore nei calcoli.

Consideriamo partitamente ciascuno di questi dominii della nuova matematica. Il valore — immenso — dei suoi risultati è dovuto a tutta una pleiade di matematici sommi. L’opera del Vieta nel campo della trigonometria, piana e sferica, è ora continuata dai tedeschi _Gauss_ ed _Euler_[72] (1707-83), dal russo _Lexell_, dai francesi _Lhuillier_ e _Delambre_.

I progressi della _stereometria_, ossia di quel ramo della geometria, che studia le figure nello spazio, sono, nel sec. XVII, accresciuti e intensificati dall’astronomo _Keplero_ (1571-1630) e dall’italiano _Bonaventura Cavalieri_ (1591-1647), grazie all’applicazione del calcolo infinitesimale, e proseguiti, con lo stesso mezzo, in sullo scorcio di questo secolo e nel successivo, dal grande astronomo e matematico inglese _Newton_ (1643-1727) e dal sommo filosofo e matematico tedesco, _Leibniz_ (1646-1716).