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Master in COMUNICAZIONE DELLE SCIENZEPadova, 27 gennaio 2017

Note sulla storia dellascienza

Giulio PeruzziDipartimento di Fisica e Astronomia

Università di Padovagiulio.peruzzi@unipd.it

Argomenti

• A che serve la storia della scienza?

• Exempla

• Il dibattito sul significato e i metodi dellastoria della scienza

Obiettivi (fortemente correlati)

• Un primo obiettivo è quello genericamenteculturale.

• Un secondo obiettivo è quello di aiutare asuperare una certa frammentarietà del sapere(accentuata dall’attuale organizzazione dellaformazione, in particolare di quellauniversitaria).

• Un terzo obiettivo è quello di favorire la“fertilizzazione incrociata” della scienza.

La storia della scienza e della tecnica costituisce uno strumentoprezioso per capire il mondo in cui viviamo.

È la storia della scienza che quando tutti gli accessi e, percosì dire, gli ingressi di tutte le menti sono come assediatie ostruiti dai più oscuri idoli che nelle menti sono radicatiprofondamente e come impressi a fuoco […] puòpermettere alla luce genuina e originaria delle cose ditrovare uno spazio schietto e pulito nel qualerispecchiarsi. […] Il presente è un essere bifronte, guardainsieme al passato e all’avvenire per farsene una precisaidea è quindi importante avere un quadro di tutti e due itempi, un quadro che abbracci non solo il corso e ilprogresso della scienza ma anche la previsione del futuro.

da Francesco Bacone nel Temporis Partum Masculus, 1602-03

IX. [...] C’è un quadro di Klee che s’intitolaAngelus Novus. Vi si trova un angelo chesembra in procinto di allontanarsi daqualcosa su cui fissa lo sguardo. Ha gliocchi spalancati, la bocca aperta, e le alidistese. L’angelo della storia deve averequesto aspetto. Ha il viso rivolto al passato.Dove ci appare una catena di eventi, eglivede una sola catastrofe, che accumulasenza tregua rovine su rovine e le rovesciaai suoi piedi. Egli vorrebbe ben trattenersi,destare i morti e ricomporre l’infranto. Mauna tempesta spira dal paradiso, che si èimpigliata nelle sue ali, ed è così forte cheegli non può più chiuderle. Questa tempestalo spinge irresistibilmente nel futuro, a cuivolge le spalle, mentre il cumulo delle rovinecresce davanti a lui al cielo. Ciò chechiamiamo il progresso, è questa tempesta.

da Walter Benjamin, Tesi di Filosofia della Storia 1940

C’è però anche un’altra cruciale funzione della storiadella scienza e della tecnica

Qualunque cosa possa essere detta circa l'importanzadi mirare alla profondità piuttosto che alla vastità neinostri studi, e per quanto possa essere forte nell'epocapresente la domanda di persone specializzate, ci saràsempre lavoro non solo per coloro che costruisconoscienze particolari e su di esse scrivono monografie, maanche per coloro che dischiudono le comunicazioni tragruppi diversi di costruttori in modo da facilitare unasalutare interazione tra questi.

E in un’università siamo particolarmente tenuti ariconoscere non solo l'unità della scienza stessa, maanche la comunione di coloro che lavorano nellascienza.

Siamo troppo inclini a supporre che siamo qui raccoltisoltanto per avere alla nostra portata certi strumenti distudio, come musei e laboratori, biblioteche eprofessori, cosicché ognuno di noi possa studiare ciòche preferisce.

Io suppongo che quando le api si affollano intorno aifiori fanno così perché sono interessate al miele,inconsapevoli del fatto che è il polline che portano daun fiore all'altro che permette di rendere possibile unapiù splendida fioritura e un più affaccendato affollarsi diapi negli anni a venire. Non possiamo perciò far nientedi meglio che rendere ancora migliore il tempo dellosplendore operando in favore della fertilizzazioneincrociata della scienza.”

J. Clerk Maxwell, The Telephone, Cambridge 1878

[matematica] Quando nasce il calcolo vettoriale?

! William Rowan Hamilton (1805-1865) introduce nel 1843 ilcalcolo dei quaternioni;

! Peter Guthrie Tait (1831-1901);

! William Thomson (futuro Lord Kelvin; 1824-1907);

! James Clerk Maxwell (1831-1879) (che introduce i terminiattualmente in uso per designare gli operatori vettoriali ! e !xcon i nomi di gradiente e di rotore, rispettivamente, mentrel'operatore !•, oggi noto come divergenza, è da lui chiamatoconvergenza).

! Enfasi posta sul ruolo concettuale dei vettori come mezzo perrappresentare le grandezze fisiche in modo geometrico, unmodo “più originario e naturale” del metodo delle coordinatecartesiane.

I grafi in chimica (e fisica) e lo sviluppo della teoria chimicoalgebrica: dalle scienze empiriche alla matematica

Ai primordi (1858-1861) - C2H5OH(alcol etilico)

Crum Brown (1864) e gli “isomeri”:sostanze con stessa composizionechimica ma proprietà fisiche diverse(in fig. alcol di Friedel, o isopropilico, ealcol propilico, C3H7OH)

Sviluppi algebrici: Cayley,Clifford, Sylvester, Pólya.“Problemi combinatorigenerali sui gruppi dipermutazione per il calcolodel numero di isomeri”.

Qual è l’impatto delle considerazioni fisiche (gravitazione etermodinamica) sull’evoluzionismo e sulla geologia?

! Lord Kelvin e la datazione dell’età del Sole su basitermodinamiche.

! Alcuni attori: John Phillips, William Thomson (LordKelvin), H.C. Fleeming Jenkins, James Croll.

! Come farsi un’idea di un milione di anni?

83 ft 4in (=2500 cm) rappresentino 1 milone di anni, allora100 anni sono appena 1/10in (circa 2,5 mm)

[Joe D. Burchfield, “Darwin and the Dilemma of Geological Time”, Isis,65 (1974), pp. 300-321]

Qual è l’impatto dell'evoluzionismo darwiniano sulle altre scienze?

• La chimica e gli elementi primordiali (chimica evolutiva).

• La scoperta dell’elettrone e la nascita della fisica moderna.

Scriveva J.J. Thomson nel 1894:

Penso che gli esperimenti precedenti [sulle scariche di elettricitàattraverso i gas] siano sufficienti a mostrare le strette analogieesistenti tra i fenomeni della combinazione chimica e quelli dellascarica elettrica, e fanno sperare che lo studio del passaggiodell'elettricità attraverso i gas possa essere il mezzo per far lucesul meccanismo della combinazione chimica. Il lavoro deichimici e dei fisici può essere paragonato a quello di due gruppidi ingegneri che scavano una galleria da due estremi opposti.Non si sono ancora incontrati, ma sono arrivati così vicini dapoter sentire il rumore degli avanzamenti gli uni degli altri.

Alcune fasi della storia della Storia della Scienza

La storia delle vicende di una disciplinascientifica, con il fine di illustrare i progressicompiuti, di legittimare il lavoro svolto in uncerto periodo richiamandosi a “classici” illustri, odi evidenziare la portata innovativa di nuoveacquisizioni, ha da sempre accompagnato glisviluppi della scienza occidentale.

Senza pretese di esaustività si possonoelencare le seguenti 4 fasi attraversate dallastoria della scienza.

Fase 1 Periodo dossografico (cioè costituito daraccolte erudita di notizie storiche, detti eopinioni di filosofi): dossografie erano di solitoincluse nelle introduzioni a opere diastronomia, fisica, botanica e medicina.

In altri termini la dossografia era partecostituente del lavoro scientifico.

Antesignano: La storia della matematica edell’astronomia di Eudosso di Rodi (un allievodi Aristotele), andata perduta.

Fase 2 A partire dalla “rivoluzione scientifica” delXVII secolo e dalle successive interpretazionidatene nell’età dell’illuminismo, la storia dellascienza (in ispecie, ma non solo, delle scienzefisiche e matematiche) acquista un significatoparadigmatico per la riflessione sulla storia delprogresso del pensiero umano in generale (storiafilosofica della scienza).

È il periodo in cui si pongono le basi per unrinnovamento del sapere in generale e dellafilosofia in particolare.

Ai risultati delle scienze fisico-matematiche, secondoquesta interpretazione, spettava il titolo di veritàuniversali e necessarie, contro l’arbitrarietà delleconcezioni metafisiche e teologiche tradizionali.

Alla riflessione filosofica era allora assegnato ilcompito di enunciare i principi generali di ordinegnoseologico che erano alla base del processo diaccumulazione delle conoscenze; alla storia dellascienza quello di illustrare le tappe più significative diquesto processo.

(esempi: Turgot, d'Alembert, Laplace, Smith, Priestley)

Fase 3 Nel corso dell’Ottocento, a operaspecialmente di scienziati impegnati a definireil metodo e le implicazioni filosofiche dellascienza, si moltiplicano i contributi nelladirezione di una laicizzazione della filosofia edella cultura.

Non più o non solo la storia della scienzacome illustrazione del processo di crescitadella conoscenza, ma anche come“prontuario” di elementi gnoseologicisignificativi.

Grande influenza esercitata da Auguste Comptecon il suo Cours de philosophie positive (1830-1842) nel dibattito filosofico sulla scienza enell’orientamento delle ricerche degli scienziati-storici.

Influssi su vari studiosi, tra i quali vale la penaricordare E. Mach (1883), H. Poincaré (1906) icui contributi, a loro volta, influenzano un altrogrande scienziato-filosofo-storico: P. Duhem(1906).

L’accento è posto sull'aspetto cumulativo e“continuista” della storia della scienza.

Fase 4 Nei primi decenni del Novecento lo scenario dellastoria della scienza va incontro a ulteriori e profondiriorientamenti.

(A) Lo sviluppo di correnti neo positiviste (empirismo logico)determina un allontanamento della filosofia della scienzadalla storia della scienza.

La prima tende a concentrarsi sulla definizione dellastruttura della spiegazione scientifica e sullo statuto logicoformale delle leggi scientifiche, anche in funzione di unaunificazione di tutte le scienze.

(Tra i nomi di riferimento: Russell, Whitehead, Carnap, ilprimo Wittgenstein, Neurath e Hempel)

(B) In polemica con l’empirismo logico, una crescenteattenzione agli aspetti di mutamento e di rivoluzione nellosviluppo della scienza si comincia a palesare già negli ultimidecenni dell’Ottocento. Brunschwicg, Koyré, Meyerson e poiMerton e Bachelard sottolineano, in modi e con sensibilità eaccenti diversi, la non tenibilità di una concezione della storiadella scienza come racconto del trionfale e continuoprogresso della scienza verso la verità.

Un’attenzione per gli aspetti sociali ed economici, una piùsottile analisi del rapporto tra fatti e teorie, una variabilità deicriteri di razionalità nel corso della storia umana, in brevel’attenzione a fattori considerati extra scientifici deve far partedella comprensione dell’impresa scientifica.

[cf. P. Rossi, I ragni e le formiche, Il Mulino 1986, pp. 66 e ss., e da ArthurLovejoj, La grande catena dell’essere, Fetrinelli 1981 (1936), p. 22]

I cambiamenti nelle nostre attitudini da me descritti[a proposito della elaborazione del modelloStandard] non possono essere spiegati nei terminiclassici della deduzione o induzione, piuttostoessere compresi come risultato di qualcosa cheassomiglia alla selezione naturale.

Questo può dare l’impressione che le nostre teorienon siano molto più di costrutti sociali, comesupposto da alcuni radicali commentatori dellascienza, come Pickering, l’autore di un librointitolato Constructing Quarks.

Nessuno di noi che abbiamo vissuto nel mezzo diquesti cambiamenti la pensa in questo modo.Pensiamo ovviamente che la scienza sia un’attivitàsociale.

Come Latour e Woolgar commentavano dopo averosservato la ricerca biochimica: la negoziazioneriguardo a ciò che viene considerato una prova origuardo a ciò che costituisce un buon tentativonon è né più né meno disordinata di una qualunqueargomentazione tra avvocati e politici.

Ma la stessa cosa si potrebbe dire dell’arrampicatain montagna.

Chi scala le montagne, come il biochimico o l’avvocato,può discutere su quale sia il migliore cammino alla vetta, enaturalmente questa argomentazione sarà influenzatadalle tradizioni dell'arrampicata in montagna e dalla storiae dalla struttura sociale della spedizione.

Ma alla fine gli scalatori potranno raggiungere la vetta onon raggiungerla, e se vi arriveranno lo sapranno.

Nessun montanaro scriverebbe mai un libro sull’arrampicain montagna con il titolo Constructing Everest.

[Steven Weinberg in L. Hoddeson et al., The Rise of the Standard Model,Cambridge University Press, Cambridge UK 1997, pp.42-3]

“Storia interna” versus “storia esterna”

La distinzione tra storia interna e storia esterna dellascienza è stata al centro del dibattito tra cultori delladisciplina tra gli anni Venti e gli anni Settanta.

Questa distinzione oggi è di fatto obsoleta, ma vale lapena lo stesso soffermarsi su di essa, non solo perchémolti testi ancora ampiamente diffusi sono stati scritti inquegli anni e risentono di quel dibattito, ma anche perchéparlando di quella distinzione si possono introdurre delleriflessioni su alcune questioni generali relative alla storiadella scienza.

La storia interna tende a tracciare una netta linea didemarcazione tra le argomentazioni razionali e lemotivazioni sociali, filosofiche, psicologiche e ingenerale culturali o, come dicevano i neo positivisti,tra contesto della giustificazione e contesto dellascoperta.

La storia esterna centra le sue analisi sugli aspetticomunitari dell’impresa scientifica, indagando inparticolare le connessioni tra scienza e società.

Le fonti dello storico della scienza sono essenzialmentequelle dello storico generale:

– scritti (libri, articoli, diari e note di laboratorio, minute diarticoli, lettere, annotazioni su libri consultati),

– illustrazioni, strumenti e macchine in generale,

– collezioni e musei (di storia naturale, di strumentazionescientifica, ecc.)

– materiale d’archivio (protocolli e registri di istituzioniscientifiche, loro rendiconti e libri contabili),

– edifici (case, università, laboratori), ecc.

Oggetti interni al dominio propriamente scientifico (equindi considerati come principali, se non unici, oggettidi interesse dello storico):

(1) le teorie, “paradigmi” o “matrici disciplinari” (Kuhn),i “programmi di ricerca” (Lakatos);

(2) le osservazioni e gli esperimenti;

(3) gli strumenti e le tecniche sperimentali;

(4) le scoperte e le invenzioni. [privilegio del contestodella giustificazione]

Oggetti esterni fuori dal dominio propriamente scientifico,sul quale però esercitano influenza:

(1) psicologia, filosofia, religione, ideologie politiche;

(2) orientamento della comunità scientifica e la suaorganizzazione;

(3) strutture economiche;

(4) divulgazione scientifica;

(5) la “civiltà”, la “mentalità”. [si privilegia il contesto dellascoperta]

Alcuni caratteri dell’“internismo”:

• propensione alla storia verticale delle singole scienze;

• la scienza è costituita essenzialmente da osservazionie esperimenti, scoperte e invenzioni (convinzioneconsolidatasi con il Positivismo). Come afferma ancheKuhn: “narrare la storia senza far riferimento ad alcunodei fattori tecnici dai quali dipende la risposta ad unproblema, significa dare un’immagine deformata delmodo in cui le leggi e le teorie scientifiche entrano e sidiffondono nel regno delle idee”;

• diffusione (e talvolta abuso) di una storiografia delleanticipazioni e precorrimenti.

Alcuni caratteri dell’“esternismo”:

• privilegiando il contesto della scoperta èparticolarmente attento a ricostruire le fasi nascenti (eincerte) delle teorie e la loro origine dal contesto,manifesta quindi una propensione alla storiaorizzontale delle teorie.

• mitizzazione della “mentalità” e del quotidiano del“pubblico”, sostituito in tutto o in parte ai protagonisti (ilprogetto di Le Goff e degli Annalisti trasferito allastoria della scienza).

• l’approccio marxista e gli epigoni sociologici attuali.

Oggetti “intermedi”:

• accanto alle osservazioni e agli esperimenti strictusensu, gli apparati sperimentali e gli esperimentimentali;

• accanto alla progressiva accumulazione dei dati su cuicresce in una data fase il consenso, l’attenzione a tuttociò che genera difficoltà e tensioni, produce contrasti econtroversie;

• accanto alla scienza di successo la scienza decaduta;

• accanto ai vincitori i vinti, ai grandi i minori;

• l’evoluzione delle immagini della scienza e l’attenzionealla filigrana che costituisce l’immaginazione scientifica.

Note bibliografiche

• Paolo Rossi, Storia della scienza moderna econtemporanea, UTET, Torino 1988 (ristampa TEA,Milano 2000);

• Ludovico Geymonat, Storia del pensiero filosofico escientifico, Milano, Garzanti 1970;

• T. Kuhn, La struttura delle rivoluzioni scientifiche,Einaudi, Torino 1969