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La tecnologia e la scienza

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Con l'espressione "Rivoluzione scientifica" si intende normalmente il profondo cambiamento nell'ambito dei rapporti tra l'uomo e la natura avvenuto grossomodo nella prima metà del Seicento e caratterizzato dall'introduzione della matematica come strumento per la conoscenza oggettiva della realtà e come condizione per modificarla, attraverso la tecnologia.

 

Proprio l'importanza riconosciuta alla tecnica come strumento per intervenire sulla realtà che ci circonda per dominarla rappresenta oggi uno degli aspetti più evidenti della vita, della cultura e della civiltà occidentale. Studiare la Rivoluzione scientifica significa perciò anche studiare i suoi rapporti profondi con le tecniche e i problemi pratici che ad esse sono legati.


La Rivoluzione scientifica del Seicento infatti non è nata dal nulla, ma da un lungo periodo di preparazione, durato approssimativamente tre secoli, durante il quale i vecchi modi di conoscere e spiegare la natura, modi ereditati dall'antichità greca e romana, si erano progressivamente dimostrati inadatti di fronte a nuove esigenze imposte proprio dalle tecniche.

D'altra parte, il processo di generale sviluppo economico, politico e sociale che a partire dal Basso Medioevo aveva interessato tutta l'Europa, pur con alti e bassi, è stato reso possibile proprio da un uso sempre più vasto delle conoscenze tecnologiche disponibili. Città e sovrani, principi e mercanti avevano bisogno della tecnica per primeggiare nella guerra e nel commercio, nell'agricoltura e nelle attività minerarie, nelle costruzioni e nella navigazione.

Per avere ciò di cui avevano bisogno si rivolsero sempre più spesso ad artigiani specializzati ed esperti di vario genere: quelli che oggi chiameremmo "tecnici" e che spesso invece a quel tempo venivano indicati con la parola "meccanici". Questo termine veniva usato originariamente in senso spregiativo, per indicare coloro che operavano a livello manuale senza alcuna preparazione teorica. La separazione tra i "meccanici" e i "dotti", cioè coloro che conoscevano la teoria del tempo, era totale, almeno all'inizio: per un intellettuale era considerato degradante occuparsi di questioni pratiche, mentre se un artigiano cercava di affrontare un problema teorico veniva accusato di una indebita invasione di campo. Tuttavia l'esigenza pratica di risolvere certi problemi particolari portò gradualmente al superamento di questi steccati culturali.

Falsa partenza

 

Il tecnico diventa scienziato
In una prima fase, nel corso del Quattrocento e del Cinquecento, assistiamo a una progressiva integrazione della figura dello scienziato e di quella del tecnico, soprattutto in Italia. Anche se non siamo informati su tutti i passaggi che hanno portato a questa fondamentale trasformazione, possiamo però indicare alcuni episodi particolarmente significativi che illustrano il senso profondo di questo cambiamento culturale in tutti i campi, il primo dei quali è quello dell'arte.
Uno dei primi umanisti italiani, Leon Battista Alberti, scrisse nel 1436 un importante trattato Della pittura nel quale per la prima volta si sosteneva che un pittore non poteva più permettersi di essere solo un bravo artigiano (come era stato concepito fino ad allora), cioè una persona in grado di eseguire concretamente e manualmente un lavoro (in questo caso un quadro) senza alcuna preparazione teorica: al contrario, dovendo conoscere l'uso della prospettiva, doveva studiare la geometria e trasformarsi così in qualche modo in uno scienziato:

 Piacemi il pittore sia dotto in quanto e' possa in tutte l'arti liberali, ma imprima desidero sappi geometria... I nostri dirozzamenti, da i quali si esprime tutta la perfetta arte di dipigniere, saranno intesi facile dal geometra, ma a chi sia ignorante in geometria né intenderà quelle né alcun'altra ragione di dipingniere: pertanto affermo sia necessario al pittore inprendere geometria (L.B. Alberti, Della pittura, Firenze, 1950, pag. 103-104)

La fusione tra la figura dello scienziato "teorico" e dell'artigiano puramente "pratico" in un'unica persona si realizzò di fatto nei decenni successivi anche in campi differenti, ma sempre collegati in qualche modo all'arte, per esempio nelle botteghe degli orafi, dei pittori, degli scultori fiorentini e toscani.

 Alcune di queste botteghe, come quella del Ghiberti durante la preparazione della porte del Battistero, si trasformavano in veri e propri laboratori industriali. In questi laboratori, che sono insieme officine e botteghe d'arte, e non nelle scuole, si formano i pittori e gli scultori, gli ingegneri e i tecnici, i costruttori di macchine. Qui, accanto all'arte di tagliare le pietre e di colare il bronzo, accanto alla pittura e alla scultura, venivano insegnati i rudimenti dell'anatomia e dell'ottica, il calcolo, la prospettiva e la geometria, venivano progettati la costruzione di volte e lo scavo dei canali. Il sapere empirico di "uomini senza lettere" come Brunelleschi e Leonardo ha alle spalle un ambiente di questo tipo (Paolo Rossi, I filosofi e le macchine, Feltrinelli, pag. 31)

Proprio Leonardo da Vinci (1452-1519) è stato spesso indicato come colui che, grazie al suo genio, ha saputo superare la mentalità che contrapponeva le "arti liberali" alle "arti meccaniche" e viene indicato come colui che ha portato a compimento questa prima fase di integrazione tra dimensione tecnica e dimensione teorica. Pittore, scrittore, scultore, egli fu anche architetto, inventore, ingegnere, studioso di anatomia: nei suoi celebri Codici inventò e disegnò un gran numero di macchine, raffigurando con grandissimo realismo il corpo umano.
Tuttavia Leonardo rappresenta, appunto, solo una fase intermedia, ovvero, per esprimerci in un altro modo, nonostante tutta le genialità di Leonardo la Rivoluzione scientifica non inizia con lui: perché? La risposta sta nel fatto che la ricerca di Leonardo non possiede la sistematicità della scienza moderna e non punta al controllo effettivo della natura: le sue macchine, quasi tutte rimaste a livello di semplice progetto, erano per lui solo la dimostrazione dell'intelligenza e della genialità umane, quasi dei giocattoli che nel migliore dei casi dovevano stupire i principi durante le feste, e non degli strumenti di lavoro destinati a migliorare le condizioni dell'uomo.
Inoltre, quando Leonardo polemizzava vivacemente con quanti disprezzavano le arti cosiddette "meccaniche", cioè tutte le forme di sapere non teoriche, tra cui veniva annoverata anche la pittura, in contrapposizione alle "arti liberali", il suo vero obiettivo era quello di far rientrare anche la pittura e la scultura nel gruppo delle arti liberali, non di trasformare la valutazione che veniva data dalla cultura del tempo alle "arti meccaniche" in quanto tali.
Perciò la strada che doveva condurre alla Rivoluzione scientifica del Seicento doveva essere un'altra.



Scienziati e tecnici collaborano

 Il processo che condusse a una nuova, diversa valutazione delle arti meccaniche e del lavoro dei tecnici, che portò al riconoscimento della funzione esercitata dagli artigiani e dagli ingegneri all'interno della cultura e della società ha caratteri molto differenti. Questo processo ha carattere europeo ed è legato all'ascesa della borghesia e al consolidarsi delle monarchie e degli stati nazionali... Questa nuova valutazione ... rese possibile quella collaborazione tra scienziati e tecnici e quella compenetrazione di tecnica e scienza che è alle radici della grande rivoluzione scientifica del Seicento (da: Paolo Rossi, I filosofi e le macchine, Feltrinelli, pag 38)

La svolta veramente decisiva si ha quando la tecnica in quanto tale comincia a essere valutata positivamente, per il potere che consegna a chi la sa utilizzare. Nel periodo che segna il vero passaggio tra il medioevo e l'età moderna diventa fondamentale la collaborazione tra l'artigiano evoluto e lo scienziato. Questo processo avviene con maggiore evidenza nei settori più importanti dal punto di vista economico, politico e militare: l'arte bellica, la tecnica mineraria, la cartografia e la navigazione, la medicina, la costruzione degli edifici e delle fortificazioni.
Uno degli aspetti più tipici di questo periodo è il diffondersi di trattati specialistici, dotati di caratteristiche nettamente diverse dalle opere analoghe prodotte nel Medioevo: mentre queste ultime mostravano solo quali cose possono essere fatte e come possono essere fatte, gli scritti rinascimentali tentano di spiegare perché devono essere realizzate in quel modo e non in un altro.

In un trattato medievale di architettura il lettore trova esempi di progetti, dettagli strutturali, ornamenti, oppure il modo in cui devono essere poste le pietre, ma non rintraccia una teoria generale dell'architettura. È proprio questo invece lo scopo di un trattato rinascimentale: fornire una serie di concetti generali che permettano al lettore di affrontare in modo autonomo anche i problemi non previsti dall'autore. I trattati rinascimentali inoltre nascono per rispondere alle precise esigenze degli artigiani più sensibili ed evoluti, e si preoccupano di poter essere letti dal maggior numero di persone: perciò sono scritti in volgare e non più in latino. Questo desiderio di comunicare conoscenze utili al maggior numero possibile di persone comincia a realizzare quella esigenza di comunicabilità del sapere che rappresenta una delle caratteristiche tipiche della mentalità scientifica moderna.

La "volontà di comunicazione" differenzia nettamente la mentalità nascente sia dal sapere teologico medievale sia da quello magico-alchemico del rinascimento, nelle quali invece le conoscenze erano gelosamente custodite e fatte circolare solo tra un ristretto gruppo di persone. Si crea così una sorta di filo doppio che lega "teorici" e "pratici", grazie al quale compare e si fa strada l'idea che una teoria non può essere considerata valida se in qualche modo non viene "applicata ai fatti". Comincia così a fare la sua apparizione quella mentalità per la quale non basta dire il che cosa ma bisogna spiegare il perché.

Esempi

Cannoni, navi, orologi e cannicchiali
Per esempio il matematico Nicolò Tartaglia si applicò, nel 1538, allo studio della traiettoria dei proiettili, dal momento che la interpretazione fornita dalla vecchia fisica aristotelica era assolutamente inadeguata a fornire una base teorica sufficiente. Tartaglia non si dedicò personalmente al tiro con i cannoni, ma sfruttò quanto gli venne comunicato da quanti ne avevano pratica e fece anche compiere alcuni esprimenti. Le sue conclusioni, sia pure insieme ad alcune inesattezze, dimostrarono due fatti decisivi: la traiettoria di un proiettile è sempre curva (prima di lui si pensava che il primo tratto di percorso fosse rettilineo) e la massima gittata si ottiene inclinando il cannone di 45° rispetto all'orizzonte. Il suo atteggiamento complessivo è perfettamente simboleggiato dal frontespizio della sua Nova Scientia, occupato da un'illustrazione che mostra il matematico greco Euclide mentre apre la porta di un recinto che ospita tutte le scienze matematiche. Il senso di questa immagine è chiarissimo: senza la conoscenza scientifica della geometria è impossibile compiere qualunque progresso in qualunque direzione, compresa quella puramente tecnica. Questa mentalità, che si propone di giungere alla conoscenza delle cause attraverso la matematica, arriverà alla piena consapevolezza di sé un secolo dopo con Galilei, il quale scrive, proprio a proposito della concretissima questione di come sparare con precisione a grande distanza:

 Sagredo: Piena di meraviglia e di diletto insieme è la forza delle dimostrazioni necessarie, quali sono le sole matematiche. Già sapevo io, per fede prestata alle relazioni di più bombardieri (= artiglieri), che di tutti i tiri di volata dell'artiglieria, o del mortaio, il massimo, cioè quello che in maggior lontananza caccia la palla, era il fatto all'elevazione di mezzo angolo retto, che essi dicono del sesto punto della squadra; ma l'intender la cagione onde ciò avvenga, supera d'infinito intervallo la semplice notizia avuta dalle altrui attestazioni, ed anche da molte replicate esperienze.
Salviati: Vostra Signoria molto veridicamente discorre: e la cognizione di un solo effetto acquistata per le sue cause ci apre l'intelletto a 'ntendere ed assicurarci d'altri effetti senza bisogno di ricorrere alle esperienze, come appunto avviene nel presente caso (da: Galilei, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, in Opere, Firenze, 1890-1909, vol. VIII, pag. 196)


Un altro campo decisivo era quello della navigazione, nel quale molti problemi legati tra loro si erano fatti sempre più pressanti nel corso del Cinquecento, a causa dell'estendersi delle esplorazioni e dell'allungarsi dei viaggi: e la loro soluzione non poteva arrivare che da una collaborazione tra gli studiosi e i marinai. Con l'inizio della navigazione oceanica per esempio le vecchie carte, costruite senza il reticolo dei meridiani e dei paralleli e senza tenere in debito conto della sfericità della terra, dimostravano tutte le loro insufficienze. Era necessario trovare un modo di disegnare la superficie terrestre che permettesse di riprodurre esattamente la rotta seguita dalla nave e la posizione relativa delle coste. Il matematico e cosmografo portoghese Pedro Nunes fu il primo a dimostrare rigorosamente, intorno alla metà del Cinquecento, che una nave che segua una rotta costante (cioè navighi in modo da tagliare tutti i meridiani sempre con lo stesso angolo) descrive sulla superficie terrestre una spirale che si avvicina sempre più al polo (a meno che, naturalmente, la nave non stia navigando esattamente su un meridiano o un parallelo). La rotta che possiede questa caratteristica si chiama rotta lossodromica e può essere calcolata con precisione. Il problema era rappresentato dal fatto che i marinai del tempo, privi di una cultura scientifica, dovevano poter tracciare la rotta sulla carta con strumenti assai rudimentali, in pratica una semplice riga: di conseguenza gli scienziati si trovarono davanti il compito di trovare il modo di trasformare la rotta a spirale in una rotta rettilinea. La soluzione definitiva non venne però trovata dal Nunes ma dal cartografo fiammingo Gerard Kremer detto Mercatore (1512-1594), che riassumeva in sé una grande conoscenza teorica dei problemi della cartografia cinquecentesca e una notevole esperienza personale, essendo anche incisore, costruttore di strumenti astronomici e ispettore delle terre.
Ma il fatto di avere a disposizione, a partire dalla fine del Cinquecento, carte sufficientemente precise non risolveva tutti i problemi dei marinai, che su quelle carte dovevano ancora imparare a trovare la propria posizione (il cosiddetto "punto nave") individuandone latitudine e longitudine. Il primo dato era relativamente semplice da trovare mediante l'osservazione della stella Polare e della misurazione della sua altezza angolare sull'orizzonte.

Il vero problema era rappresentato dalla longitudine, per risolvere il quale era necessario disporre di orologi molto precisi. L'idea giusta infatti venne intuita abbastanza rapidamente dal tedesco Gemma Frisius nella prima metà del XVI secolo, e consisteva nel misurare la differenza tra le ore locali in cui si osserva uno stesso fenomeno celeste, per poi tradurre questa differenza oraria in una distanza angolare. Per esempio, se si parte avendo a bordo un orologio che segna le ore 12.00 nel momento in cui il sole passa sul meridiano del porto di partenza, e se qualche giorno dopo, essendosi la nave spostata verso ovest, il sole passa sul meridiano locale quando quell'orologio segna le 15.00, allora si può dedurre che ci si trova 45° a ovest del meridiano di partenza.

Il problema allora si trasformava in quello di inventare un orologio sufficientemente preciso, e in quest'impresa tecnica si trovarono coinvolti, direttamente o indirettamente, alcuni tra i più grandi scienziati della Rivoluzione scientifica: Galilei, Pascal, Huygens, Leibniz, Newton. Naturalmente non erano soltanto i marinai ad aver bisogno di orologi: tra gli scienziati, soprattutto gli astronomi desideravano poter contare su un misuratore del tempo realmente affidabile; tra la gente comune, i commercianti e gli artigiani sentivano ormai il bisogno di poter coordinare con precisione le proprie attività. Ancora all'inizio del Seicento un orologio era considerato "preciso" se ritardava o anticipava di un quarto d'ora nel corso di una giornata. Fu Galilei a concepire nel 1637 l'idea di sfruttare la oscillazione isocrona (cioè costante) del pendolo per regolare il funzionamento dell'orologio, anche se fu poi lo scienziato olandese Huygens a realizzarlo effettivamente nel 1656. Il miglioramento nella misurazione del tempo fu straordinario: si passò da un margine di errore, nell'arco delle ventiquattro ore, di 15 minuti a uno scarto dell'ordine di 15 secondi. La scienza "pura" (lo studio della oscillazione isocrona del pendolo) aveva permesso un grande balzo in avanti della tecnica, e questo enorme miglioramento avrebbe a sua volta permesso di studiare con precisione enormemente maggiore il movimento degli astri e quindi di conoscere sempre meglio la posizione delle navi in mare.
Galilei è al centro anche di un altro importante episodio che mostra il profondo cambiamento di atteggiamento che gli intellettuali più attenti mostrano nei confronti della tecnica: mentre era ancora professore all'università di Padova, egli costruì con le proprie mani un cannocchiale capace di una trentina di ingrandimenti e lo utilizzò per scrutare il cielo, agli inizi del 1610. Questo gesto, semplicissimo e "naturale" ai nostri occhi, conteneva invece una potentissima carica rivoluzionaria. Mai uno strumento "meccanico" (cioè appartenente al campo che noi oggi chiameremmo della tecnica) era stato usato per scopi puramente conoscitivi, che fino a quel momento dovevano venir perseguiti con il puro intelletto e al massimo l'osservazione a occhio nudo. Questo nuovo strumento, di cui in realtà esistevano già degli esemplari, probabilmente anche in Italia, secondo la mentalità pre-scientifica doveva essere utilizzato dai militari o dai marinai, non dai dotti. Il merito di Galilei fu di aver trasformato uno strumento tecnico in uno strumento scientifico.


La macchina cambia la concezione del mondo

Più in generale, l'uso e l'applicazione estensiva nel corso del Cinquecento e del Seicento di un numero sempre maggiore di macchine portò alla convinzione che proprio la macchina poteva essere assunta come modello teorico per spiegare la realtà:

 La scoperta della macchina come strumento teorico adempie alla funzione di un vero e proprio principio operativo che dà concretezza alla struttura astratta universale della realtà basata sui principi della meccanica (materia, movimento e loro reciproco rapporto) e la rende ricca di conseguenze straordinariamente efficaci. L'operazione di ricerca dello scienziato meccanicista equivale, in pratica, a trovare il modello meccanico che sostituisca il fenomeno reale che si vuole analizzare. Trovato questo, il fenomeno è inserito in quella struttura generale in cui è risolta tutta la realtà, è cioè spiegato... Nella sostanza la macchina-strumento teorico ripete le caratteristiche essenziali della macchina strumento-tecnico nel senso che in entrambi i casi si tratti di aggregare dei pezzi in modo che adempiano una funzione precisa, chiaramente determinata. (da Gianni Micheli, Caratteri e prospettive nel meccanicismo del Seicento, in Storia del pensiero filosofico e scientifico, vol. II, Garzanti, pag 353)

Un esempio di invenzione tecnica che ha profondamente modificato il modo occidentale di percepire è stata fu la stampa a caratteri mobili, concepita dallo stampatore tedesco Johann Gutemberg. Questi ebbe l'idea, semplice solo in apparenza, di incidere le lettere dell'alfabeto su cubetti di legno (poi sostituiti da blocchi di metallo), di scrivere le parole affiancando tra loro i cubetti e infine di stampare il testo su un foglio di carta tramite un semplice torchio. Uno dei migliori commenti a questa invenzione è quello del sociologo Marshall McLuhan

 La principale caratteristica della stampa forse ci sfugge in quanto così ovvia e casuale. Consiste, precisamente, nell'essere una dichiarazione pittorica che può essere ripetute con precisione e all'infinito, o almeno finché dura la matrice. La ripetibilità è il nocciolo del principio meccanico che ha dominato il nostro mondo soprattutto a partire dalla tecnologia di Gutemberg... Con la tipografia, il principio del carattere mobile mostrò come meccanizzare qualunque lavoro manuale con la segmentazione e la frammentazione di un'azione totale... La stampa offriva un'immagine della precisione ripetibile che ispirò forme totalmente nuove di estensione delle energie sociali. Essa liberò nel Rinascimento... grandi energie psichiche e sociali staccando l'individuo dal gruppo tradizionale e fornendo nel contempo un modello un modello per come aggiungere individuo a individuo a in un massiccio agglomerato di potere (da Marshall McLuahn, Gli strumenti del comunicare, Garzanti, pag. 165-66 e 179)

In effetti con la tecnologia gutemberghiana si assiste a un esempio particolarmente evidente di come la tecnologia possa modificare profondamente usi e abitudini. L'introduzione di questa nuova invenzione prima di tutto abbatté drasticamente (di circa 300 volte) il prezzo di produzione dei libri e ne moltiplicò enormemente il numero, garantendone diffusione e conservazione. Ma soprattutto abituò gli intellettuali a una standardizzazione concettuale, legata al fatto che le copie dei libri erano tutte uguali tra loro, risultato mai prima raggiunto perché fino a quel momento i libri dovevano essere ricopiati a mano. La stampa mostrò come poteva essere concepita l'intera realtà, ossia come un insieme di parti che potevano essere scomposte e ricomposte praticamente all'infinito.

 

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