(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).
Ma l’età moderna assiste, come dicevamo, al trionfo della _geometria
analitica_, il più squisito strumento della matematica moderna.
La legittimità della applicazione dell’algebra alla geometria e,
reciprocamente, della geometria all’algebra, che ne costituisce
l’essenza, è così spiegata dal filosofo e matematico francese
_Cartesio_. Le figure geometriche risultano di _grandezze_ e di
_forme_. Le prime si risolvono in numeri; ma questo è possibile
anche delle seconde. La forma di ogni figura, infatti, risulta dalla
posizione dei punti di cui si compone, e questa può essere determinata
con delle grandezze. La posizione, infatti, di un punto nello spazio
a tre dimensioni dipende da tre quantità, p. es., dalle distanze di
questo punto da tre piani fissi formanti un angolo triedro: queste
tre quantità sono le tre _coordinate_ del punto. Ecco, dunque, la
_forma_, attraverso la posizione, ricondotta alla grandezza; ed
eccoci autorizzati a portare l’algebra, ossia il calcolo in tutti i
campi della geometria. Ma l’algebra (continuava Descartes) tratta
dei rapporti e delle proporzioni in generale. Or bene, è d’uopo
rendere evidenti i suoi processi più complicati, far apparire le sue
conclusioni in forma concreta. E il mezzo migliore, per raggiungere
tale scopo, è usare quei segni, che più vivamente colpiscono la nostra
immaginazione, ossia le figure geometriche. Perciò appunto è lecito e
utile giungere persino alla _risoluzione grafica delle equazioni_.
Se il Descartes è, sopratutto, il filosofo della _geometria analitica_,
il massimo studioso ne fu il suo contemporaneo, _Pietro Fermat_
(1602-65). Ma il primo manuale di geometria algebrica spetta ad un
italiano; fu scritto da _Marino Ghetaldi_ nel 1630.
Con la geometria analitica, la geometria acquistava una elasticità
nuova. La geometria classica abbisognava di un procedimento speciale
per ogni singolo problema. La geometria analitica, invece, si fonda su
poche regole, e con esse può dimostrare se una proposizione sia vera o
falsa.
Come dicevamo, in contrapposto alla geometria, che, entrando
nell’analitica, abbandonava l’antico suo campo di scienza delle
forme dello spazio, la pratica della descrizione degli oggetti si
sistematizza, diviene ora scienza soggetta a leggi sue speciali.
I fondatori della _geometria descrittiva_ o _proiettiva_ furono il
_Desargues_ (1593-1662), il _Pascal_ (1623-62), uno dei più grandi
genii matematici, il _Monge_ (1746-1818). La sua prima cattedra venne
istituita dalla Rivoluzione francese alla _École normale_, nel 1794, e
tenuta dal Monge stesso. Più tardi, sotto l’Impero napoleonico, questi
insegnò geometria descrittiva alla _Scuola Politecnica_ di Parigi, e
le sue lezioni andarono a formare il classico testo, che ha per titolo
_Géométrie descriptive_ (1800).
Passando dalla geometria all’algebra pura, la risoluzione delle
equazioni di 4º grado è, nei secc. XVII-XVIII, raggiunta con metodi,
diversi da quelli del secolo precedente (cfr. § 20), da parecchi
matematici a un tempo: da _Descartes_ e _Tschirnhausen_ (sec. XVIII),
dall’_Euler_ e dal _Lagrange_ (sec. XVIII).
Furono appunto questi tre ultimi a tentare disperatamente, con i mezzi
algebrici, la soluzione di equazioni di grado superiore al quarto;
ma senza riuscirvi. Il _Leibniz_ (1646-1716) e il _Gauss_ per primi
giudicheranno impossibile condurre a termine questa impresa per le
vie dell’algebra, e l’_Abel_, in sui primi del sec. XIX, darà, di tale
assunto, una dimostrazione apodittica.
Il sec. XVII segna altresì, avvertimmo, gli albori o, (come altri
vuole) la rinascita dell’_analisi infinitesimale_. È l’_analisi
infinitesimale_ il capitolo più delicato e più squisito della
scienza dei numeri. Si serve di parecchi processi (_calcolo
integrale, differenziale, calcolo delle variazioni_ ecc.), e si dice
_infinitesimale_, perchè, penetrando a fondo nell’essenza stessa della
grandezza, la decompone per meglio studiarla in parti infinitamente
piccole.
Fu il francese _Bachet de Méziriac_ (1587-1638) a darne per primo
una trattazione moderna, e tosto i grandi matematici dei sec. XVII e
XVIII, più volte nominati (_Newton, Leibniz, Fermat, Euler, Lagrange_)
e, oltre a questi, il francese _Rolle_ si posero sulle sue orme, o ne
ripeterono con altri metodi i felici tentativi.
Finalmente, le prime _tavole logaritmiche_ risalgono ai primi del sec.
XVII, per merito del _Neper_, del _Bürgi_, del _Jost_, del _Briggs_.
Tale il quadro superbo delle matematiche, nei secoli XVII-XVIII.
Il secolo XIX ne continuerà l’opera, approfondirà i resultati,
perfezionerà i metodi, troverà, per i vari problemi, nuove soluzioni,
sopra tutto assoggetterà parecchie scienze, in primo la fisica,
com’era avvenuto in Grecia, nell’età di Euclide e di Archimede, alle
matematiche; separerà la professione del cultore della scienza pura
da quella dell’ingegnere, che avrà ad applicarla, ma esso non darà più
vita ad alcun nuovo ramo delle matematiche.
28. =Astronomia: Keplero; Galilei; Newton; Laplace; Herschel.= —
La dottrina copernicana fu ben lungi dal conquistare di colpo il
consenso degli scienziati e, tanto meno, dall’opinione pubblica. Se
il citato _Raethicus_ e qualche altro l’accettarono con entusiasmo, e
si dedicarono a dimostrarne più esattamente alcuni punti particolari,
lo stesso non può dirsi della maggior parte dei dotti. Taluno dei
maggiori si studiò di disegnare un sistema intermedio. Fu questo il
tentativo del danese _Ticone Brahe_ (1546-1601), uno dei più grandi
e più esatti osservatori e calcolatori fra gl’immediati successori di
Copernico. Egli suppose che i cinque pianeti (Mercurio, Venere, Marte,
Giove, Saturno) girassero intorno al sole, mentre il sole girerebbe
annualmente intorno alla Terra, e l’intera sfera celeste compirebbe
anch’essa una rotazione diurna intorno al nostro pianeta.
_A_). _Keplero._ — Ma negli ultimi suoi anni si incontrò con lui
_Giovanni Keplero_ (1571-1630); questi, anzi, fu, suo assistente,
al castello di Benateck (in Boemia), ove il Brahe aveva installato
un osservatorio, e i resultati delle osservazioni, che furono quivi
condotte, giovarono molto a fare del Keplero uno dei più validi
sostenitori del copernicanesimo.
Keplero cominciò dallo studiare il pianeta Marte. Cotale studio gli
ispirò le due prime così dette leggi di Keplero: 1. _Marte descrive
un’ellisse_ (e non già una circonferenza)[73] _e il sole ne occupa uno
dei fuochi_; 2. _La linea retta che unisce Marte al sole descrive aree
eguali in tempi eguali_.
Questi due leggi, che il Keplero aveva riscontrate per Marte, le
concepiva (ed a ragione) comuni a tutti i pianeti, convinto, com’era,
della piena uniformità delle leggi della natura. Tale concetto egli
svolse nella sua _Armonia del mondo_ (1619). Tuttavia, questa, ch’è
considerata la sua opera massima, è troppo ingombra, conformemente alla
mentalità del suo autore, di speculazioni, or mistiche or fantasiose.
Una, però, delle affermazioni notevoli, in essa contenute, è la così
detta «_terza legge di Keplero_», relativa al rapporto fra le grandezze
delle orbite dei pianeti e i loro tempi di rivoluzione: «_Il quadrato
del tempo di rivoluzione di ciascun pianeta è proporzionale al cubo
della sua distanza media dal sole_».
Ma il libro, nel quale il Keplero si rivela interamente copernicano, è
un testo scolastico di astronomia, pubblicato tra il 1618 e il 1621 e
intitolato appunto _Epitome dell’Astronomia di Copernico_.
Un’altra sua opera meno popolare, ma più sostanziosa, sono le sue
_Tavole Ridolfine_ (1627) (dal nome dell’imperatore, di cui era
matematico ufficiale): una nuova serie di tavole astronomiche, assai
più perfette di tutte quelle precedenti (§ 17 _B_), e capaci di
permettere di determinare la posizione di un corpo celeste qualsiasi,
in qualunque tempo, così come la predizione di svariati fenomeni
astronomici.
Tuttavia il Keplero fu un divinatore della scienza più che uno
scienziato nel senso preciso della parola. I suoi volumi sono per
la massima parte ingombri di inutili speculazioni, di pregiudizi
astrologici, di profezie vane, e recano un carattere perfettamente
opposto a quelli del suo grande contemporaneo: _Galileo Galilei_.
_B_). _Galilei._ — La biografia del Galilei è popolarissima. Egli
nacque a Pisa nel 1564, e, sebbene i suoi genitori desiderassero
farne un commerciante, egli preferì dedicarsi a qualche carriera più
elevata e studiò medicina nella università di Pisa. Pur troppo, non
le discipline mediche lo attiravano, ma le matematiche e le scienze
sperimentali. Per le ristrettezze economiche della sua famiglia, non
potè compiere i suoi studii a Pisa, e dovette studiare privatamente.
Nel 1589 ottenne a Pisa la cattedra di matematica e astronomia. Qui
cominciò i suoi primi esperimenti di meccanica. Ma la poca ortodossia,
lo scarso rispetto alle opinioni convenzionali che egli manifestò
nel trattato, in cui ne rese conto, contribuirono a fargli lasciare
la cattedra e a indurlo a trasferirsi con lo stesso ufficio a Padova
(1592). Il nuovo soggiorno fu per lui più propizio; e gli anni del suo
insegnamento colà furono quelli della conquista della notorietà e della
gloria.
Il Galilei lasciò Padova solo dopo diciotto anni, desiderando
scaricarsi del peso dell’insegnamento e tutto dedicarsi alle sue
ricerche, e tornò in Toscana, primo matematico e filosofo del Granduca.
Per sua disgrazia, la sua intensa operosità scientifica cadeva in un
periodo della vita italiana — il periodo della Controriforma — nel
quale tutto il mondo cattolico, per meglio difendersi dagli assalti
della rivoluzione protestante, si sforzava di ricondurre la società
verso il pensiero e la disciplina medievale. Bastò perciò che, nel
bel mezzo di una discussione, che lo riguardava incidentalmente, egli
si dichiarasse consenziente col pensiero copernicano, perchè venisse
denunciato alla Inquisizione come professante opinioni contrarie alle
sacre scritture. Così, ora soltanto, nel 1615, il copernicanesimo
veniva ufficialmente condannato, e il Galilei era «ammonito», oltrechè
_invitato_ ad «abbandonare» quelle _eretiche_ opinioni.
Il Galilei, com’era giocoforza, parve sottomettersi. Ma egli riaccese
la spinosa questione, diciassette anni più tardi, col suo dialogo
classico (dal punto di vista scientifico e da quello letterario) _Sui
due massimi sistemi del mondo, Tolomaico e Copernicano_ (1632). In
questo scritto, non ostante la finissima ironia della conversazione,
era manifesto come l’autore intendesse assegnare la palma della
vittoria polemica al sostenitore della teoria copernicana.
Questa volta egli fu invitato a dichiarare umilmente di essersi
ingannato, di «abiurare, maledire e detestare» i suoi «errori», e
venne condannato al confine presso Roma, e poi ad Arcetri. Nel 1638
era colpito da cecità, e quattro anni dopo, nel 1642, il Veggente,
scopritore di nuovi mondi moriva nel più gelido buio.
La gloria del Galilei, come astronomo, è in gran parte una diretta
conseguenza del suo grande valore di fisico, anzi, in generale di
scienziato. La costruzione, di cui egli fu capace, di un sistema di
lenti, convesse e concave — il _telescopio_ — con cui osservare i corpi
celesti, riducendone la distanza di ben 30 volte, e quindi aumentandone
di altrettante la grandezza, gli permise di dominare il cielo assai più
e meglio dei predecessori.
Ma anche altri, quasi nello stesso tempo, adoperavano il telescopio,
e rimasero assai addietro di lui. Un’altra fonte del suo successo fu
perciò il rigore delle sue osservazioni, dei suoi ragionamenti, dei
suoi esperimenti, ossia delle riprove a cui egli assoggettava ogni
sua induzione e deduzione, e che gli giovò infinitamente nel campo
della fisica, là dove in modo speciale l’esperimento è possibile. Per
questo appunto, come avvertiamo, assai più che in virtù di speculazioni
teoriche, il Galilei è ritenuto fondatore del metodo sperimentale.
Le sue prime scoperte astronomiche, consegnate nel _Messaggero celeste_
(_Sidereus nuntius_ del 1610), riguardano principalmente due argomenti:
il nostro satellite, e i satelliti di Giove.
Il Galilei smentì per primo la comune opinione astronomica che la luna,
come gli altri corpi celesti, fosse liscia e rigorosamente sferica,
e vi scoperse le montagne, di talune delle quali calcolò esattamente
l’altezza; vi notò la mancanza di nubi e (ciò che più importava nei
riguardi del sistema copernicano) la sostanziale analogia tra la luna
e la Terra; _il che voleva dire fra i fenomeni terrestri e quelli
celesti_.
In modo analogo, il Galilei scoperse per primo i satelliti di Giove,
rilevando, contro i Tolomaici, come non solo la Terra, ma anche altri
corpi celesti siano _centro di movimenti_, e come, anche visibilmente,
taluni corpi celesti girino intorno ad altri corpi, che apparentemente
si muovono. Questo, appunto, gli astronomi copernicani sostenevano
avvenire della Terra rispetto al Sole, mentre gli astronomi tolomaici
ne escludevano la possibilità. Ora il fatto, visibile a chiunque,
che la cosa accadeva per Giove e per i suoi satelliti, in condizioni
identiche a quelle della Terra rispetto al Sole, era un gravissimo
argomento contro la loro dottrina.
Più tardi, insegnante a Padova, il Galilei scoperse la singolare
struttura di _Saturno_, pianeta composto di tre parti. A Firenze
osservò che _Venere_ ha delle fasi somiglianti a quelle lunari.
Finalmente osservò le _macchie solari_, e le dimostrò come inerenti a
quest’astro, mentre chi prima le aveva notate le aveva ritenute effetto
del passaggio di altri pianeti, dinanzi al sole. Questa scoperta veniva
a concludere con la dimostrazione di un movimento rotatorio del Sole
intorno a un suo asse della durata di circa un mese.
Le ultime scoperte astronomiche del Galilei, condotte a termine prima
che il suo autore piombasse nella completa cecità, sono un ritorno ai
suoi primi studî, e riguardano la luna. Egli osservò come l’opinione
comune, che la luna ci volga sempre una stessa faccia, non sia
esattissima, e che noi possiamo vedere di tanto in tanto, a seconda
del luogo da cui guardiamo, differenti porzioni della luna. A mutare
la nostra posizione di osservatori lunari ci conduce poi, ogni giorno,
senza nostra volontà, il movimento giornaliero della Terra. Così il
Galilei scopriva quelle che oggi si dicono le _librazioni della luna_.
_C_). _Newton._ — _Isacco Newton_ (1642-1727) nacque nello stesso anno
in cui moriva il Galilei, e la sua grande opera è una prosecuzione
geniale di quella di Keplero e del Galilei stesso. Ma per tal via
egli giungerà alla concezione più profonda e più vasta della scienza
astronomica moderna: la _gravitazione universale_.
Il Newton pose a se stesso il problema: — _Per quale causa avviene che
i corpi celesti si muovano nello spazio?_ — Era la domanda legittima,
che s’imponeva agli scienziati dopo il tramonto del sistema tolomaico.
Il matematico e filosofo francese, Cartesio, vi aveva risposto con una
sua _teoria dei vortici_. Tutto lo spazio sarebbe pieno di un fluido —
l’etere — le cui parti agiscono sull’altra, e producono moti circolari.
Così l’etere è percorso e agitato da un gran numero di vortici, e un
vortice immenso ha per centro il sole e trascina nel suo giro la Terra
e i pianeti.
Era una teoria che il suo autore nè dimostrò, nè mise d’accordo con
le leggi di Keplero, nè sperimentò, e che nemmeno portò alla scoperta
di nuove verità. Il Newton, invece, muove dalle leggi di Galilei
sulla caduta dei gravi. Il Galilei aveva insegnato, in fisica (cfr.
§ 29), che un corpo, abbandonato a se stesso, e non influenzato da
altro corpo, si muove sempre con la stessa velocità e nella stessa
direzione. Avea insegnato che il moto circolare cambia continuamente
direzione sotto l’influsso di una causa esterna. Quale causa, dunque,
influiva sui pianeti perchè essi, anzichè procedere sempre nella
stessa direzione, sono tratti a muoversi in senso circolare intorno
a un centro, ch’è all’incirca il sole? Newton suppose appunto che
tale influenza (_accelerazione_) fosse dovuta al sole. Ma secondo
quali proporzioni questa influenza è diversa a differenti distanze?
Facendo uso della _terza legge di Keplero_ (cfr. § 28 _A_), egli
potè formulare l’altra legge, secondo cui l’attrazione fra il sole e
i componenti il sistema solare varierebbe inversamente al quadrato
della distanza, ossia, come si espresse, che _l’accelerazione (che
il sole esercita sopra i pianeti) è proporzionale ai quadrati inversi
della loro distanza dal sole stesso_. Il che vuol dire che, a distanza
doppia, tale accelerazione si riduce a 1/4; a distanza tripla, è
1/9, a distanza decupla, è 1/100, ecc. ecc. Questa legge, osservò
Newton, regola anche i rapporti tra la Terra e qualunque corpo cadente
sopra di essa, ossia che l’_accelerazione prodotta dalla Terra sopra
un corpo qualunque è inversamente proporzionale al quadrato della
distanza del corpo dal centro della Terra_. E siccome, in ogni corpo,
è da considerare altresì la quantità di materia — la _massa_ — che lo
compone, egli formulò nella sua opera somma — i _Principii matematici
di filosofia naturale_ (1687) — la sua legge così: — _La Terra attrae
un corpo qualunque con una forza inversamente proporzionale al quadrato
della distanza dal centro della Terra, e direttamente proporzionale
alla massa del corpo medesimo._
A questo concetto egli ne aggiunse più tardi un altro: la sua «_terza
legge sul moto_»; _ad ogni azione si contrappone sempre una eguale
reazione_. Esemplificando, se un sasso posa sopra la nostra mano, la
forza con cui esso preme sopra la mano è uguale a quella esercitata
dalla mano per sostenerlo. E, analogamente, se la Terra attira in giù
una pietra con una certa forza, la pietra attrae con forza eguale la
Terra. Se in questo secondo caso l’influenza (_accelerazione_) che
subisce la Terra risulta infinitamente minore di quella subita dal
sasso, ciò non vuol dire che quell’influenza non esista, ma che la
massa della Terra è infinitamente maggiore, sì da rendere l’influenza
del sasso pressochè nulla. In termini generali, dunque, la legge della
_gravitazione_ poteva così formularsi: _Ogni particella della materia
attira ogni altra particella con una forza proporzionale alla massa
di ognuna di esse, e inversamente proporzionale al quadrato della loro
distanza_.
Or bene, questa legge che regola la caduta dei corpi sulla Terra, e
insieme l’attrazione solare sulla medesima, deve potersi applicare ai
rapporti fra tutti i corpi celesti. Ognuno dei pianeti deve esercitare
la sua potenza di attrazione sul sole e su tutti gli altri pianeti, e
secondo le leggi sopra esposte. Ma, siccome i pianeti sono, come massa,
infinitamente minori del sole (tal quale il sassolino rispetto alla
Terra), così ne segue che il moto di ciascuno è pochissimo influenzato
dagli altri, e quasi completamente dominato e diretto dal sole.
Tuttavia l’influenza degli altri pianeti non è affatto insensibile,
e produce a lunghi intervalli di tempo perturbazioni constatabili;
così come perturbazioni sensibili esercita l’attrazione solare sul
moto della luna intorno alla Terra e sui moti dei satelliti di Giove
e di Saturno, intorno ai loro pianeti, che Newton ebbe a constatare
per primo. In tal modo, il grande astronomo inglese, _partendo da
un’ipotesi ammessa provvisoriamente, constatava una serie di fatti,
spiegabili solo, e nel modo più felice, con la sua stessa ipotesi_.
Ma la più singolare conseguenza della sua teorica era questa: che, se
i pianeti attraggono il sole, anche il sole deve avere un certo moto,
in forza dell’attrazione che su di essi esercita la massa dei suoi
pianeti, sia pure che, data la relativa piccolezza dei corpi che lo
attraggono, il suo movimento debba di necessità svolgersi in piccolo
spazio. Tale conseguenza, che fu dapprima supposta solo in linea
teorica, corrisponde a un fatto reale. _Il sole, invero, si muove,
con tutto il suo sistema planetario intorno a un centro di gravità;
ma questo punto è così poco distante dal centro del sole, che tale
distanza non può essere mai molto maggiore del diametro solare._
Sorprendente conseguenza, quest’ultima, che, uscita dalla dottrina
del massimo tra gli astronomi copernicani, vendicava d’un colpo il
tolomaismo dagli attacchi degli avversari! Se la Terra, infatti, non
era più il centro del mondo, non lo era neanche il sole, e l’uno, come
l’altra, non potevano aspirare alla regale corona della immobilità!
La gravitazione del Newton dava ragione (e il suo primo autore ne
ebbe consapevolezza) anche di altri fenomeni astronomici: _a_) la
forma non perfettamente sferica della Terra, conseguenza della mutua
gravitazione delle diverse particelle terrestri sotto l’azione del
moto di rotazione; _b_) la _precessione degli equinozi_, che gli
antichi avevano osservata, e che veniva spiegata quale effetto di un
lentissimo mutamento di direzione dell’asse terrestre. Or bene, questo
fenomeno era a sua volta conseguenza della non perfetta sfericità
della Terra, che fa in modo che la Terra non ruoti esattamente intorno
al suo centro, come avverrebbe se fosse una sfera perfetta, e perciò
subisca una progressiva deviazione del suo asse; _c_) le maree,
dovute all’attrazione, lunare e solare; _d_) i moti delle comete, la
cui orbita (dimostrò il Newton) è in molti casi o una parabola o una
ellisse allungata, soggetta all’azione e all’influenza solare.
Tali, la grandiosa concezione newtoniana e le sue principali
applicazioni. Egli aveva trovato la legge più generale a cui soggiaccia
il moto dell’universo. Più in là non si è potuti andare; e la domanda
residuale delle sue conclusioni — _perchè_ i corpi si attraggano nel
modo che Newton indica — rimane ancor oggi senza risposta, anche se
il sec. XIX, il secolo dell’elettricità, abbia tentato subordinarla
alle superiori leggi che regolano le correnti elettriche. Le leggi
newtoniane segnano così ancora il confine ultimo — _l’ultima Thule_ —
della nostra scienza astronomica.
_D_). _Laplace._ — Da Newton a Laplace, per circa un mezzo secolo,
l’astronomia non vanta alcun grande pensatore. Avviene anzi il fenomeno
singolare che gli astronomi si distribuiscano in due schiere: gli
osservatori e i matematici, quali più precisamente Newton era stato.
Tra i primi, i due più famosi sono _Edmondo Halley_ (1658-1742), il
cui nome è legato ai suoi studii sulle comete, alle quali applicò,
sviluppandoli, i principii del Newton, e _Giacomo Bradley_ (1692-1762),
uno dei più grandi e precisi osservatori del cielo, famoso per le due
scoperte dell’_aberrazione della luce_ e della _nutazione dell’asse
terrestre_.[74]
Gli astronomi matematici newtoniani (o, come anche si dissero,
_gravitazionali_), fioriscono a preferenza in Francia. Fra essi,
com’è naturale, troviamo nomi di sommi matematici _Euler, Lagrange_
e il filosofo francese _D’Alembert_, uno dei direttori della famosa
_Enciclopedia_ del secolo XVIII, che tanto impulso doveva esercitare
sulle idee della Rivoluzione. Ma il più grande di loro è _Pietro Simone
Laplace_ (1749-1827).
Il Laplace fu autore di parecchie scoperte astronomiche, che espose
nella sua opera maggiore: la _Meccanica celeste_, ma delle quali,
benchè importantissime, poichè hanno un valore particolare, non
è qui il luogo di discorrere. Il suo nome, invece, è legato alla
popolarissima _ipotesi nebulare_, destinata a spiegare l’origine e la
formazione del sistema solare, ch’egli sviluppò nel suo _Sistema del
mondo_, e a cui giunse contemporaneamente — ma indipendentemente — il
sommo filosofo tedesco _Emanuele Kant_.
Il Laplace, notando che i pianeti e i satelliti si muovono intorno al
sole nella stessa direzione, ch’è poi identica a quella dei rispettivi
movimenti di rotazione; notando, inoltre, la perfetta uniformità di
altri particolari di codesti movimenti, trasse la conclusione che i
varii corpi del sistema solare devono avere avuta una identica origine.
Ed avanzò la seguente ipotesi: _che i corpi del sistema solare si siano
formati per la graduale condensazione di una vasta, originaria nebulosa
agitata da movimento rotatorio, la quale andò man mano scindendosi in
una serie di anelli, che furono i pianeti e i satelliti_.
_E_). _Herschel._ — Un posto a parte nella storia dell’astronomia
del sec. XVIII va assegnato al tedesco _Federico Guglielmo Herschel_
(1738-1822). La sua inclinazione all’astronomia fu veramente unica,
ma la fortuna, ch’egli ebbe in questo campo, la dovette sopra tutto
all’aver saputo costruire telescopi, per grandezza e perfezione, assai
superiori a quelli fin allora in uso.
Comunque, l’importanza dell’opera sua sta in questo: nell’avere per un
momento interrotto gli studî sul sistema solare, nei quali da Copernico
l’astronomia si indugiava, e nell’aver rivolto deliberatamente la
sua attenzione a tutto il restante infinito mondo delle stelle fisse
e delle nebulose. Herschel è stato il più grande scandagliatore del
cielo nell’età moderna, e in esso seppe leggere come niuno mai aveva
saputo. Ma, così ricercando, egli fece del pari inaudite scoperte nel
campo stesso del sistema solare: scoperse il pianeta Urano, due suoi
satelliti e due nuovi satelliti di Saturno; studiò a fondo il sole, sul
quale espose però una singolare strana teoria: che l’interno ne fosse
freddo, scuro e solido; che questo interno solare fosse circondato
da due strati gassosi, e che soltanto da quello superiore (la
_fotosfera_), caldo e luminoso, derivassero il calore e la luce.
Con Herschel, il corso della cui vita si stende fino ai primi del
sec. XIX, si chiude la trionfale storia dell’astronomia nei secc..
XVII-XVIII, con la quale l’età successiva non ha fin ora potuto
certamente competere.
29. =Fisica: Il sec. XVII.= — Non ostante Leonardo da Vinci, fino al
sec. XVII, una fisica scientifica, vera e propria, non esisteva. Si
aveva una somma di scoperte e alcune grandiose concezioni, di cui la
Rinascenza era debitrice all’antichità. La fisica moderna comincia
invece col Galilei e col Newton: col Galilei, in quanto egli è
fondatore del _metodo_ così detto _sperimentale_, e in quanto con lui
soltanto la fisica si organizza nelle sue grandi sezioni: _meccanica,
termica_ (calore), _ottica_ (luce), _acustica_ (suono), _elettricità,
magnetismo_; col Newton e col Galilei, in quanto, per loro iniziativa,
la fisica riceve l’innesto fecondo delle matematiche.
Le scoperte fisiche del sec. XVII sono più abbondanti, in una volta
sola, di quelle di tutti i diciassette secoli dell’êra cristiana.
Si scoprono ora le leggi della caduta dei gravi e si fonda così
la meccanica; si scopre la legge della compressibilità dei gas; si
inventa la macchina pneumatica; si distinguono i principali fenomeni
ottici e se ne costruiscono gli strumenti relativi; si fonda una quasi
esatta teoria della luce. Infine, questo secolo, nel quale la storia
della fisica vanta i nomi di _Galilei, Torricelli, Cartesio, Otto di
Guericke, Boyle, Hoocke, Halley, Huyguens, Newton_, affronta da vicino
la potenza demonica della elettricità.
Il Galilei ebbe la fortuna di poter dominare da maestro parecchi dei
campi della fisica. Egli scoperse le leggi della _caduta dei gravi_,
ossia del _moto dei corpi_, la cui trattazione occupa i suoi _Discorsi
e dimostrazioni matematiche_ del 1578, e la parte più interessante del
successivo suo famoso _Dialogo sui massimi sistemi_. Queste leggi,
ciascuna regolarmente e criticamente sperimentata, correggevano, o
rovesciavano, quelle aristoteliche, in cui l’antichità, il Medio Evo e
l’età moderna si erano adagiate.
Esse, anzi tutto, smentivano il fondamentale principio aristotelico, in
cui s’era creduto per duemila anni, che i corpi cadano con una velocità
proporzionale al loro peso (§§ 8 _A_; 9 _D_), e sostituivano a questo
il nuovo principio che _tutti i corpi cadono con la stessa velocità
qualunque sia il loro peso_.[75] Quindi insegnavano: 1) che _i corpi
tendono a conservare il moto ricevuto, e non possono modificarlo, nè in
grandezza nè in direzione, senza l’azione di una causa esterna_; 2) che
_il moto circolare cambia continuamente direzione, ed è quindi dovuto
all’azione continua di cause esterne_; 3) che, _se un corpo cadesse
nel vuoto, si muoverebbe di moto naturalmente accelerato_; 4) che _la
velocità di caduta è uguale per tutti i corpi, qualunque sia il loro
peso_; 5) che _la velocità di caduta è direttamente proporzionale al
tempo impegnato nel cadere_. Queste leggi ebbero, come abbiamo veduto
(§ 28 _C_), una grande influenza sulla astronomia da Newton in poi.
Il Galilei scoperse le leggi del _pendolo_, che sono poi un caso
speciale del moto dei gravi. La principale è quella dell’_isocronismo_
(_le oscillazioni di un pendolo avvengono tutte nel medesimo tempo,
quali che siano la natura e il peso dell’oggetto che oscilla_).
Un’altra è questa: la durata di un’oscillazione del pendolo diviene
due o tre volte maggiore, quando la lunghezza del pendolo diventa,
rispettivamente, quattro e nove volte maggiore, ossia: _la durata
dell’oscillazione del pendolo cresce con la radice quadrata della sua
lunghezza_. Con queste leggi il Galilei gettava le fondamenta della
_dinamica_, come il greco Archimede aveva fondato la _statica_.
Passando dalla meccanica alla termica (il capitolo della fisica che si
occupa del calore), il Galilei fu probabilmente l’inventore, fin dal
1603, del _termometro ad aria_. Le sue scoperte nel campo dell’ottica
sono notissime. Egli inventò e costruì quel _telescopio_, che tanti
servizi doveva rendergli nei cieli. Ma meno noto è il fatto ch’egli
inventò e fabbricò un «telescopio per vedere gli oggetti molto vicini»,
_ossia che fu l’inventore del microscopio_ (1614), e ch’egli, ben
presentendo che la luce non si comunica istantaneamente dagli oggetti
luminosi all’occhio umano, tentò — per il primo, sia pure invano —
determinarne la velocità. I resultati degli studi del Galilei sui
gas e sui liquidi sono ancor oggi vitali in fisica. Egli _dimostrò,
sperimentalmente, col mezzo della bilancia_, che _l’aria è pesante_,
mentre il sommo Tolomeo aveva, contro Aristotele, sostenuto l’opposto.
Dimostrò egualmente, in via sperimentale, il diverso peso dei liquidi,
e inventò la _bilancetta_, per determinare il _peso specifico_ dei
corpi.
In acustica, tentò la misurazione della velocità di _propagazione del
suono_.
Finalmente, il Galilei si occupò anche del magnetismo della _calamita_,
e ne costrusse di sì potenti, da sostenere pesi 26 volte maggiori del
proprio.
Tutta la fisica del sec. XVII può dirsi dipenda dal Galilei e non
faccia che continuarne l’opera. Per altro, egli lasciava dietro di
sè numerosi discepoli, una scuola di fisica sperimentale, e l’amore
vivo, in Italia e fuori, per quest’ordine di ricerche. Così da noi,
in Toscana, a Firenze, si fonderà, con intendimenti scientifici,
l’_Accademia del Cimento_ (1657); in Inghilterra, la _Royal Society_
(1663); in Francia, per iniziativa del grande ministro di Luigi XIV,
il Colbert, l’_Académie des Sciences_ (1666). Nelle pagine che seguono
riassumiamo i principali resultati della scienza del tempo nei varii
dominii della fisica:
1. _Termica._ — I dotti dell’_Accademia del Cimento_ perfezionarono il
termometro, sì da sostituire, al _termometro ad aria, il termometro
ad alcool_. I termometri fiorentini si diffusero per il mondo, e nel
1659 venne in Francia costruito il primo _termometro a mercurio_. Ciò
che mancava era solo l’accordo sulla temperatura di partenza, da cui
sarebbe occorso cominciare la graduazione. Inoltre gli Accademici del
_Cimento_ stabilirono che la dilatazione, prodotta dal calore, nei
solidi, è minore di quella prodotta nei liquidi; notarono il così
detto _salto d’immersione_, che, cioè, immergendo un termometro in
acqua calda (o fredda), il livello del liquido a tutta prima si abbassa
(o innalza) per la dilatazione (o il restringimento) del vaso che lo
contiene; notarono che l’acqua, congelandosi, aumenta di volume nel
rapporto di 8 a 9 (esattamente, sappiamo oggi, di 8,3 a 9); fissarono
la diversa capacità termica dei corpi, ecc. ecc.
2. _Meccanica._ — _Evangelista Torricelli_ (1608-47), il discepolo
preferito del Galilei, partendo dal principio che anche i gas sono
pesanti, inventava il _barometro_, ossia il noto strumento, capace
di registrare la pressione atmosferica. Al termometro e al barometro
presto si aggiunsero l’_igrometro_ (misuratore dell’umidità dell’aria)
e il _pluviometro_; onde si poterono istituire regolari e precise
osservazioni metereologiche.
La _camera barometrica_ dette mezzo di fare numerose esperienze sul
_vuoto_. Interessanti furono gli studî sui _fenomeni di capillarità_,
fin allora a torto creduti effetti di pressione atmosferica, e fu così
ritrovata la legge che l’_elevazione dei liquidi nei tubi capillari è
in ragione inversa al diametro di detti tubi_ (_legge del Jurin_).
Ma dal barometro era facile passare alla costruzione della _macchina
pneumatica_. Chi vi pervenne fu uno dei più felici scienziati
sperimentatori, _Ottone di Guericke_ di Magdeburgo (1602-86), l’autore
della esperienza notissima del _crepavescica_ e dell’altra più famosa
degli «_emisferi di Magdeburgo_», aventi per iscopo di provare la forza
della pressione atmosferica.[76] Poco dopo (o contemporaneamente?)
vi perveniva l’inglese _Roberto Boyle_ (1627-71). Fu allora
sperimentalmente dimostrato l’errore della secolare teoria aristotelica
che «la natura ha orrore del vuoto», che, cioè, il vuoto, in natura, è
impossibile. Ma (ciò che fu più importante) queste esperienze sul vuoto
accrebbero di parecchio le cognizioni del secolo sugli altri fenomeni
fisici. Fu trovato che il suono non si propaga nel vuoto; che, per
contro, le attrazioni, magnetiche ed elettriche, vi si trasmettono;
che, il barometro discende man mano che si rarefà l’aria, nella quale
esso è immerso; che l’acqua bolle tanto più rapidamente quanto più
rarefatta è l’aria, in cui è immerso il recipiente che la contiene,
ecc. ecc.
Queste ricerche sul vuoto condussero altresì alla scoperta sulla
elasticità o compressibilità dell’aria che porta il nome di _legge
Boyle_ o _legge Mariotte_ (come la denominano i Francesi dal fisico
_Edmondo Mariotte_, 1620-84). Secondo questa legge, _i gas si
contraggono in ragione diretta del peso da cui sono caricati_; ossia
che _esiste una proporzionalità inversa fra il volume dei gas e la
pressione a cui vengono sottoposti_.
_3. Suono e luce._ — Finalmente si potè determinare quasi esattamente
la velocità del suono,[77] e si affrontò di nuovo, senza dapprima
riuscirvi, il calcolo della velocità della luce. Sarà primo un danese
(_Olaf Römer_) nel 1655, a poterla fissare in 311 000 km. al
secondo, errando di poco per eccesso piuttosto che per difetto.[78]
Ma l’operosità del Galilei nel campo dell’ottica aveva diffuso, in
Italia e fuori, una vera passione per questo ramo di studii. Perciò fu
possibile che si formasse in Italia una scuola eccellente di tecnici
e di costruttori di lenti e di cannocchiali, e che fuori d’Italia il
problema della luce venisse affrontato alle sue radici. Sono due le
opinioni che, in questo secolo, si scontrano e si combattono intorno
alla natura della luce. L’una espose il _Newton_ nella sua classica
_Ottica_, e, sorretta dall’enorme autorità del suo formulatore, dominò
quasi tutta la scienza del tempo. Secondo questa teorica, la luce
si deve a _emissioni_, che fanno i corpi luminosi, di correnti di
corpuscoli in tutte le direzioni: corpuscoli moventisi in linea retta,
intersecandosi e rimbalzando in ogni senso, senza peso, insensibili
a ogni influenza (_teoria delle emissioni_). L’altra dottrina espose
_Cristiano Huyghens_ (1629-95), un olandese, in un suo _Trattato
della luce_, nel quale erano profondamente studiati tutti i fenomeni
ottici, propagazione, riflessione, rifrazione, e che è il più completo
trattato su questa materia. Secondo l’opinione dell’Huyghens, la
luce si deve a _vibrazioni longitudinali_ delle molecole dei corpi
luminosi, vibrazioni interamente paragonabili a quelle determinate
dal suono nell’aria o, da un grave che cade, nell’acqua (_teoria delle
ondulazioni_).
Formulata precisamente in questo modo, la dottrina dell’Huyghens non
era esattissima nei suoi particolari (le vibrazioni della luce non sono
longitudinali, cfr. § 37 _E_); ma essa sola, che pure raccolse pochi
consensi, era nel vero; l’altra del Newton risulterà, fra non molto,
radicalmente sbagliata.
Il Newton studiò anche egregiamente il fenomeno della rifrazione della
luce; scompose, mediante un prisma di cristallo di rocca, un raggio
di luce nei suoi colori elementari, e cercò di dare una _teoria dei
colori_, imaginando che la loro diversità dipenda dalla grandezza
delle molecole luminose; spiegazione che, anch’essa, oggi riconosciamo
inesatta (cfr. § 37 _E_).
_4. Magnetismo ed elettricità._ — Del magnetismo terrestre si occupò
il grande astronomo _Edmondo Halley_ (1658-1742), e fin dal 1683, in
seguito a uno studio sulla _declinazione magnetica_, tornò all’idea,
che era stata del Gilbert (§ 22): che la Terra sia un grande magnete,
e vi assegnò quattro poli magnetici. Questa ipotesi dei quattro poli
è oggi abbandonata. Ma un viaggio dell’Halley negli Oceani Atlantico
e Pacifico, allo scopo di verificare la sua dottrina, gli permise di
costruire la prima grande carta terrestre di _declinazione_, nella
quale sono riuniti con linee continue i punti di eguali _declinazioni_.
Più tardi egli stesso collegò acutamente al magnetismo terrestre il
fenomeno delle aurore boreali.
In questo stesso secolo si studiano più a fondo anche i fenomeni
elettrici: sono _Ottone di Guericke_, il _Boyle_ e poi _Francesco
Hawksbee_ ad occuparsene. Il Boyle, in un importantissimo esperimento,
mostrò che l’azione elettrica si esercita, come la luce, attraverso
il vuoto. L’Hawksbee ebbe per il primo l’intuizione di una dottrina,
che sarà propria del sec. XIX: la luce essere di natura identica alla
elettricità (cfr. § 37 _E_). Anche il _Newton_ discorre di elettricità
e di forze elettriche, che egli definisce «forse» come «il resultato di
un principio etereo (?) messo in moto dalla vibrazione delle particelle
dei corpi elettrizzati». Ma, non ostante i grandi nomi di tali
scienziati, la gloria dell’elettricità sfuggì al sec. XVII.
Singolare e degno di nota è il fatto che questa età, così carica di
scienze, torna a porsi, come gli antichissimi greci, il problema più
alto e più arduo: quello della costituzione della materia. E vi giunge,
non, come farà il sec. XIX (cfr. § 38 _A_ e _B_), attraverso la fisica
e la chimica, ma esclusivamente attraverso quello della fisica. Fu
_Roberto Hooke_ (1635-1703) a discorrerne in una _Lettera_ del 1662 al
Boyle, ed egli dichiarò di opinare (con Democrito ed Epicuro) che le
particelle dei corpi siano in continuo movimento e costrette a mutar
direzione per l’urto con altre particelle o con altri corpi...
Era in fondo un resuscitare la teoria atomica, dopo secoli di oblio.
30. =Fisica: Il sec. XVIII.= — Il secolo XVIII non ha, per tre quarti
del suo corso, nomi di fisici, che si possano paragonare ai grandi
dell’età che immediatamente lo aveva preceduto. Ma fu tutto un secolo
di somma operosità, di raccoglimento, di progressi modesti e costanti,
che tanto giovarono a consolidare le audaci conquiste del sec. XVII e a
preparare la gloria del sec. XIX.
Si penetra a fondo la costituzione dell’aria, anzi, si riesce a
dominare tutti i gas e i loro fenomeni. I fatti dipendenti dal calore
(fusione, volatilizzazione, liquefazione) sono studiati minutamente
e determinati quantitativamente. Si misura la compressibilità dei
liquidi, che l’_Accademia del Cimento_ aveva negata. Progrediscono
le ricerche di acustica e di meccanica; e, se la grande autorità
del Newton incombe tuttavia sui progressi dell’ottica, in compenso,
grazie ai newtoniani, piglia largo campo la fisico-matematica, ossia
l’applicazione della matematica alla fisica.
Come facemmo per l’età precedente, illustriamo anche questa volta i
principali resultati del sec. XVIII in fisica.
_A_). _Scoperte varie._ — Fra gli studiosi maggiori dei fenomeni
relativi al calore, ci furono, in questo secolo, _Daniele
Fahrenheit_[79] (1690-1740), inventore del termometro, che porta il
suo nome. Nel suo primo strumento, ch’era ad alcool, il punto 96°
corrispondeva _alla temperatura_ del corpo umano sotto l’ascella, e
lo _zero_, alla temperatura di un miscuglio di ghiaccio, acqua e sale
ammoniaco. Più tardi, allorchè egli cominciò a sostituire il mercurio
all’alcool, fissò al 32° la temperatura del ghiaccio in fusione (lo
0° del _termometro centigrado_) e, al 212°, quella dell’acqua in
ebollizione (il 100° del _centigrado_).
Il _termometro centigrado_, che noi oggi usiamo più di consueto,
fu introdotto dagli scienziati svedesi _Andrea Celsius_ (1701-44) e
_Märten Strömer_. _Giuseppe Black_ (1728-99) e, sopra tutti, i grandi
francesi _Antonio Lorenzo Lavoisier_ e l’astronomo _Laplace_ studiarono
la dilatabilità dei metalli; studiarono e determinarono la quantità di
calore sviluppata nella combustione del carbonio e dell’idrogeno, e,
quindi, il fenomeno della respirazione animale.
Indagarono nei fenomeni luminosi l’astronomo _G. Bradley_ (cfr. § 28
_D_) (scopritore dell’_aberrazione della luce_), e i due _Giovanni
Bernouilli_ (padre e figlio), che cercarono di spiegare i modi di
propagazione della luce dal sole e dalle stelle, fino a noi, adoperando
l’ipotesi dell’etere, che prevarrà nel sec. XIX (cfr. § 37 _F_). Il
grande matematico _Leonardo Euler_ (1707-83) rivendicò, solo contro la
folla dei newtoniani, la _teoria ondulatoria_ della luce dell’Huyguens,
e per primo, esattamente, spiegò le diversità dei colori con la diversa
durata delle vibrazioni.
Studiarono la compressibilità dei gas _Daniele Bernouilli_
(1700-1782), uno dei maggiori fisici dell’epoca. E finalmente, fatto
caratteristico, un frate, professore di astronomia a Bologna, l’ab. _G.
B. Guglielmini_, verificò per primo, lasciando cadere un corpo dalla
torre degli Asinelli a Bologna, la deviazione verso oriente dei corpi
cadenti, quale conseguenza del moto della Terra, comprovando così, in
modo ineccepibile, la scomunicata teoria copernicana!
Ma su due punti della fisica del sec. XVIII è necessario indugiare in
modo speciale: 1) la macchina a vapore che suscitò la grande industria
e rese possibile il grande commercio moderno; 2) le nuove scoperte
sul terreno della elettricità, le quali saranno capaci di non minori e
incalcolabili resultati.
_B_). _La macchina a vapore._ — La macchina a vapore, come quasi tutte
le scoperte dell’età moderna, era anch’essa nota alla scienza greca.
Il fisico alessandrino Erone ne aveva costruita una, ch’egli aveva
denominata _eolipila_ (§ 9 _F_). Ma non vi erano seguite applicazioni
pratiche. _Eolipile_ furono costruite anche nella Rinascenza, anzi pare
che i minatori di Boemia si servissero di una macchina a vapore per
estrarre dal sottosuolo il minerale greggio. Neanche _Dionigi Papin_
(1647-1713), al cui nome la macchina a vapore suole collegarsi, riuscì,
attraverso i suoi numerosi tentativi, a costruirne una soddisfacente.
Egli — infelicissimo — rimase sempre qualche pollice al di qua
della gloriosa scoperta, di cui pure aveva intravisto gli elementi
fondamentali.
La macchina a vapore moderna è il portato diretto delle esigenze dello
sviluppo industriale, nella Inghilterra nel sec. XVIII, e si connette
a questo grande fenomeno di storia economica, più che ad alcuna
astratta speculazione scientifica. Fu primo _Tomaso Savery_, capitano
di marina e meccanico abilissimo, a trarre ispirazione dai tentativi
di Papin per costruire una macchina a vapore, capace di trar fuori
dalle miniere inglesi l’acqua, che vi rendeva pressochè impossibile
l’estrazione del carbon fossile (1699). Cotale macchina fu perfezionata
da due artigiani dei dintorni di Darmouth, _Tomaso Newcomen_ e _Giov.
Cawley_; poi, da un fanciullo, addetto appunto a una macchina-vapore
di una miniera — _Enrico Potter_ (1713) —, il quale riescì a rendere
automatico il movimento dei suoi rubinetti. Si perviene così al periodo
glorioso dello splendore e della diffusione della macchina a vapore,
a cui dette il suo nome _Giacomo Watt_[80] (1736-1819). Il Watt vi
aggiunse dapprima un condensatore del vapore, separato dal cilindro
(_condensatore isolato_); poi trasformò radicalmente i principii, su
cui la macchina fin allora poggiava; da ultimo costruì la _macchina
a doppio effetto_ e trasformò il movimento rettilineo in movimento
circolare, capace di far girare una ruota, che a sua volta trasmettesse
il movimento a organi speciali.
Solo allora la macchina a vapore entrò in ogni genere di lavori
industriali, in Inghilterra e nel continente, moltiplicando la
produzione e alleviando la fatica umana.[81]
Mentre Watt, in Inghilterra, rendeva praticamente utile la macchina
a vapore, in America, negli Stati Uniti, dove del pari nasceva
l’industria moderna, _Oliviero Evans_ costruiva (1780) la macchina a
vapore _ad alta pressione_, nella quale, cioè, il vapore era riscaldato
ad oltre 100 gradi, per cui la sua forza di espansione si moltiplicava
in proporzione geometrica. Nello stesso periodo di tempo la macchina a
vapore veniva adoperata per la navigazione fluviale. I primi tentativi
furon fatti, in Francia, sul Doubs e sulla Senna. Furono anche fatte
le prime prove di locomozione terrestre a vapore con rozze automobili e
con piccole locomotive su binarii, e, meglio ancora, con vere e proprie
_funicolari_, la cui motrice a vapore era fissa, e sul suo albero si
arrotolava il cavo che trascinava i vagoncini.
Così nasceva la macchina a vapore, che dominerà, e informerà del suo
spirito, tutto il secolo XIX.
_C_). _Elettricità._ — Le prime macchine elettriche con disco di vetro,
quali le adoperiamo oggi, furono fabbricate nella seconda metà del
sec. XVIII. Nello stesso tempo fu scoperta la _bottiglia di Leyda_, che
venne dapprima usata a scopo medico, e costò la vita a taluno di coloro
che primi l’adoperarono.[82] Poco dopo, nel 1737, _Beniamino Franklin_
(1706-90), nativo di Boston, ossia di quelle colonie inglesi d’America,
ove la coltura e l’industria cominciavano a svilupparsi, avanzava
l’ipotesi che il fulmine non fosse uno scoppio di gas esplodenti
(come si credeva), ma vero fluido elettrico, e che quindi dovesse
essere attratto dai corpi acuminati, come il fluido elettrico nelle
bottiglie di Leyda. Movendo da questa ipotesi, che egli non sapeva
essere già stata avanzata da altri fisici europei, il Franklin pervenne
alla scoperta del _parafulmine_ (1753). La invenzione fu introdotta
dapprima in America, poi in Europa e, in Italia, in Piemonte, da _G. B.
Beccaria_, professore di fisica a Torino, tra il 1748 e il 1772.
Tuttavia, a parte questa scoperta, le teorie elettriche del Franklin
debbono giudicarsi assai grossolane: fra l’altro, egli imaginava
(del resto come tutti i suoi contemporanei) che l’elettricità fosse
_materia_ esistente in tutti i corpi. Se questi ne contenessero più
della misura normale, l’elettricità era _positiva_; se no, _negativa_.
Il citato Beccaria si occupò anch’egli, pressochè esclusivamente, di
elettricità, e studiò le azioni chimiche, prodotte dall’elettricità,
scaricata dalla bottiglia di Leyda, l’elettricità atmosferica, e
dall’osservazione di fenomeni luminosi, accompagnanti il passaggio
delle correnti elettriche nel vuoto, ribadì il concetto di Halley che
l’aurora boreale fosse effetto di scariche elettriche nelle regioni più
elevate dell’atmosfera.
Ma fu un francese _Carlo Agostino Coulomb_ (1736-1806) a scovrire
la legge, che porta il suo nome, la quale ricollega l’elettricità
alla gravitazione universale e sembrerebbe dimostrare che la ipotesi
newtoniana è (quale appunto il sommo astronomo inglese l’aveva
concepita) una legge universale della natura. La _legge Coulomb_ dice
infatti: «_l’attrazione (o la repulsione) fra due cariche elettriche
possedute da due sfere conduttrici, è direttamente proporzionale al
prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della
distanza fra i centri delle due sfere_».
Verso il 1780, l’italiano _Luigi Galvani_ (1737-98) scopriva
l’elettricità animale, come è noto, in una rana scorticata. Verso lo
stesso tempo iniziava le sue ricerche sull’elettricità uno dei più
grandi fisici italiani, _Alessandro Volta_.
31. =La chimica:= _A_). _Fino al Lavoisier._ — Le società scientifiche,
sorte in Italia e fuori (_Accademia del Cimento, Società reale
londinese, Accademia della Scienza_ di Parigi), tra il fermento della
rinascita scientifica che seguì all’età del Galilei, si occuparono
in modo speciale di fisica. Ma era impossibile che l’innovazione
dei criteri e dei metodi di lavoro, compiuta nell’una disciplina,
non si ripercotesse anche sull’altra. Il Galilei della chimica del
sec. XVII è _Roberto Boyle_ (1626-91), che noi abbiamo già ricordato
anche tra i grandi fisici del tempo, come uno degli scopritori della
legge di compressione dei gas. Egli combatte il concetto di pochi
corpi, principii chimici (_elementi_) di tutte le cose, su cui la
fisico-chimica antica e l’alchimia medievale si erano fondate.
Non ci sarebbero solo l’aria, l’acqua, la terra, il fuoco degli
aristotelici, o lo «zolfo», il «mercurio», il «sale» degli alchimisti,
da cui tutti gli altri corpi resulterebbero. Ci sarebbero, invece,
assai più numerosi _elementi_, risultanti ciascuno, a sua volta, di
particelle semplicissime.
Lo stesso Boyle distinse per il primo, come noi facciamo, i _miscugli_
dalle _combinazioni chimiche_, e incoraggiò le consuetudini delle
analisi chimiche allo scopo di accertarsi della natura di questi
composti.
Dopo il Boyle, l’analisi diviene strumento principale delle ricerche
chimiche. Per essa, applicando sistematicamente certe reazioni e certi
reagenti, e sempre con maggior precisione, si scopersero elementi
fin ora sconosciuti. Dall’analisi _qualitativa_ si passò all’analisi
_quantitativa_. Si accrebbe il numero degli strumenti destinati a tale
scopo e si moltiplicarono i processi industriali per la fabbricazione
dei varii prodotti.
Di queste scoperte due sono fondamentali: quella dell’inglese
_Priestley_ (1774) sull’ossigeno dell’aria, quella del _Cavendish_
(anch’egli inglese) sui due componenti dell’acqua: l’idrogeno e
l’ossigeno. In tal modo, due corpi, per secoli ritenuti «semplici» —
l’aria e l’acqua —, venivano decisamente scomposti!
Al passivo di questo bilancio sta una delle teorie più tenaci nella
chimica di questo periodo: quella del _flogisto_. È questa una errata,
ma famosa, teoria della combustione,[83] la quale veniva attribuita a
una particolare sostanza, diffusa, più o meno, nei corpi combustibili,
il _flogisto_.[84] In essa credette anche taluno dei migliori, il
Cavendish, ad es., il quale ultimo, anzi, identificò il flogisto con
l’idrogeno.
Tale era lo stato della chimica, in Europa, allorchè apparve il
Lavoisier.
_B_). _Lavoisier (1743-94) e la sua scuola._ — L’importanza enorme
dell’opera chimica di _Antonio Lorenzo Lavoisier_, di quest’uomo,
che, vissuto nel cuore della Rivoluzione francese, a soli 51 anni fu
dal fanatismo giacobino costretto a lasciare la testa sul patibolo,
consiste nell’avere scoperto esattamente, non dei nuovi corpi, ma
alcuni fondamentali processi dei corpi.
Il Lavoisier, movendo dalle scoperte del Priestley e del Cavendish,
in alcune sue memorie del 1777 e specie nel suo classico _Trattato
elementare di chimica_ (1789), dimostrò, in modo assoluto e definitivo,
che _tutti i processi di combustione non sono che altrettanti fenomeni
di combinazione dell’ossigeno dell’aria con la materia combustibile_.
In tal modo egli colpiva mortalmente la dottrina più radicata, in seno
alla chimica dei sec. XVII-XVIII: quella già citata del _flogisto_.
Grazie alla sua scoperta, egli spiegava la natura degli acidi,
quali combinazioni di ossigeno con fosforo, zolfo, carbone ecc., e
rinforzava la dottrina del Boyle circa la esistenza di numerosi corpi
semplici, che (a suo avviso) sarebbero stati i metalli e i vari corpi
combustibili (carbone, zolfo ecc.): gli uni e gli altri immutabili
di peso e (contro le vedute alchimistiche) _inconvertibili dall’uno
all’altro_.
È dello stesso Lavoisier, sebbene non mai formulato esplicitamente,
il principio della _conservazione della materia, che non si crea nè si
distrugge_, che solo alcuni fra i Greci antichissimi avevano divinato,
e a cui egli si ispirò in tutto il suo lavoro. Strumento prezioso
di tale dimostrazione fu la bilancia. Ma la innovazione pratica
più importante, che risale a lui, è la nuova nomenclatura chimica
per cui ogni sostanza viene denominata per mezzo degli elementi che
la compongono. Questa nomenclatura, non ostante nuove correzioni e
scoperte, è quella che ancor oggi noi usiamo.
Dopo il Lavoisier, l’attenzione della chimica, almeno dei seguaci
della sua scuola, si accentra intorno alla funzione dell’ossigeno e
dell’idrogeno. Ma è singolare notare come dall’opera di uno dei suoi
ideali discepoli risorga, ancor una volta, quella teoria atomica,
che il Lavoisier con la sua teorica, dei corpi semplici sembrava aver
seppellita. È _Gius. Luigi Proust_ (1761-1826) a scoprire la «_legge
delle proporzioni definite_», ossia che le proporzioni degli elementi
di ciascun corpo sono invariabili, perchè vi si combinerebbero atomi
definiti e di peso costante. Egli stesso supponeva che tutti i corpi
potessero ridursi al più leggero tra essi — l’idrogeno —, ossia
ch’essi fossero degli stati diversi di condensazione degli atomi di
idrogeno.[85]
32. =Medicina.= — Nei secoli XVII-XVIII la scienza medica è dominata e
impacciata da alcuni preconcetti di carattere filosofico. Il più famoso
è quello dell’esistenza di una _forza vitale_, di un _zoogeno_, come
altri la definiva, che determinerebbe tutti i fenomeni della vita. In
corrispondenza le malattie dipenderebbero da un qualche cosa — da un
_quid_ — perturbatore di questa forza vitale.
La sede di questo ente perturbatore è ora, da taluni scienziati,
collocata nel sangue, focolare di tutte le malattie (così la _scuola
umorale_); da altri, nei nervi (così la _scuola solidale_). Altri,
invece, pensa che le malattie dipendano da un difetto di energia
vitale, ed altri ancora, che presto divennero moltissimi, da un eccesso
di questa forza onde il noto uso ed abuso dei salassi.
Ma, accanto a questa metafisica medica, non mai cimentata alla prova,
si ha una vera e propria scienza, tanto più progredita, in quanto su di
essa influiscono potentemente le scoperte di tutte le altre scienze.
Appunto perciò i secoli XVII e XVIII sono pieni di scoperte mediche di
prim’ordine. Il fisiologo _Hancey_ (1578-1658) scopre il meccanismo
della circolazione del sangue. In Francia, il grande _Cartesio_,
fisiologo, oltre che filosofo, matematico, fisico, diffonde la
importantissima dottrina delle cellule, componenti elementari degli
organismi animali e delle loro funzioni. Si comincia a fondare
l’_anatomia microscopica_, ossia lo studio microscopico del corpo
umano. _Lazzaro Spallanzani_ (1728-99) scopre i corpuscoli bianchi
del sangue, il funzionamento della digestione e della respirazione.
Il _Galvani_ (1737-98) (vedemmo) scopre e comincia a studiare
l’elettricità animale, fondando così la _elettrofisiologia_ e la
_elettroterapia_. L’anatomia del sistema nervoso è ora approfondita,
e lo _Scarpa_ (1752-1832) ritrova i nervi del cuore, dell’udito,
dell’olfatto; il _Cotugno_, il nervo nasale-palatino. Gli organi della
vista e dell’udito sono investigati a fondo con il microscopio e con
altri mezzi.
I procedimenti della chirurgia acquistano imponenza ed importanza.
I medici delle grandi monarchie europee, specie di quella francese,
compiono operazioni impressionanti. E le accademie scientifiche europee
ne diffondono la cognizione.
La filosofia materialistica del sec. XVIII, fatta popolare dagli
_Enciclopedisti_ francesi, inculca il concetto che l’uomo sia niente
altro che una macchina organica, dominata da mere leggi fisiche. Vera o
falsa codesta concezione, essa contribuisce potentemente al progresso
della medicina. L’affermazione più eretica, e che contradiceva a
credenza di secoli, fu quella, formulata anche dal nostro _Chiarugi_
(1758-1820): la pazzia essere una malattia a base somatica (corporea),
come tutte le altre.
33. =Zoologia e botanica:= _A_). _Secolo XVII._ — I libri di scienze
naturali del sec. XVII sono ricchi di relazioni sulla fauna e sulla
flora del Nuovo Continente. Anche il vecchio mondo, data la grande
quantità di viaggiatori, esploratori, missionari, è meglio conosciuto.
L’olandese _Marcgrave_ scrive perciò la _Storia naturale_ del Brasile
(1648); l’olandese _Bontius_ (_Giacomo de Bondt_) informa sulla fauna
di Giava (1631). Queste, come altre opere del tempo, possono essere
ancor oggi consultate con utilità. Tuttavia, presso gli zoologi del
sec. XVII, lo spirito di osservazione non supera gran fatto l’abito
delle compilazioni vecchio stile. Presso i botanici si nota uno sforzo
crescente verso tentativi di classificazioni più scientifiche. Si fissa
chiaramente il concetto di specie, determinato dalla costanza della
forma e dalla infecondità, in seguito all’incrocio con altre specie.
E degna di ricordo è una classificazione di _G. Pitton de Tournefort_
(1656-1708), che durò fino a Linneo.
Nuovo impulso alle scienze naturali viene dalla invenzione del
microscopio, il che accade verso la fine del secolo. Allora il
_Leeuwenhoek_ (1632-1723) scopre gli _infusori_, inaugurando così la
scienza dell’innumere regno dei microrganismi, e, con lo stesso mezzo,
verso lo stesso tempo, si comincia a tentar di spiegare il modo di
fecondazione e riproduzione delle piante, a distinguerne i sessi, a
penetrare nel mistero della circolazione della linfa, della nutrizione,
della respirazione delle piante. Si scopre la composizione cellulare
dei vegetali. Nasce, cioè, quella che ora si dice la _fisiologia_ delle
piante.
_B_). _Secolo XVIII: Linneo; Buffon; Erasmo Darwin._ — Lo scienziato
che, in fatto di scienze naturali, domina nettamente tutto il secolo
XVIII, e col quale appunto si apre quest’età, è lo svedese _Linneo_
(1707-1778).
Linneo è il primo grande classificatore della scienza moderna. Sotto
tale riguardo, egli si ricollega ad Aristotele. Il suo _Sistema della
natura_ (1738) abbraccia tutte le specie, animali, e vegetali, allora
conosciute, e le distribuisce nelle grandi categorie, ancor oggi,
almeno nel linguaggio corrente, superstiti. Egli distingue gli animali
in _mammiferi, uccelli, pesci, insetti, vermi_. Aristotele, forse,
aveva classificato meglio, distinguendo gli animali in _vertebrati_
(a sangue rosso) e _invertebrati_ (a sangue bianco) e avendo preso in
considerazione anche molluschi e crostacei.
Linneo distingue i vegetali in piante _a fiori visibili_ e piante _a
fiori invisibili_ (_crittogame_), e suddivide la prima di queste due
grandi categorie a seconda i caratteri sessuali del fiore, che sono
elementi essenziali e facili a riconoscere. Così egli distingueva le
piante _a fiori visibili_ in piante del tutto o in parte ermafrodite,
e ciascuno di questi due gruppi, in gruppi minori, a seconda del numero
degli stami e dei pistilli.
Ma un tratto caratteristico, sebbene errato, della scienza della natura
di Linneo è il concetto della fissità delle specie, ossia il concetto
che le specie sono _qualitativamente_ distinte le une dalle altre e
immutabili sin dalla origine loro.
Un grande contemporaneo di Linneo è _Buffon_ (_Giorgio Luigi Leclerc
Buffon_, 1707-1788). Non è un classificatore, e non vuol esserlo; egli
dubita molto della fissità delle specie, come Linneo la concepiva,
e come egli stesso da prima l’aveva ammessa. In molti passi dei suoi
scritti si dichiara convinto del variare delle specie sotto l’influenza
dell’ambiente e attraverso caratteri acquisiti. È così un precursore
dell’imminente evoluzionismo. Ma il tratto caratteristico della sua
opera di zoologo è quello di avere fondato la geografia zoologica e di
avere, ben ordinando le specie, rimosso confusioni ed errori.
Proprio in sullo scorcio del secolo XVIII ha principio quella _teoria
dell’evoluzione_, la cui disputa, appassionata e appassionante, non
meno di quella tra tolomaismo e copernicanesimo, empirà del suo rumore
il sec. XIX. Vive in questo tempo il nonno di Carlo Darwin: _Erasmo
Darwin_ (1731-1800), studioso e poeta delle scienze naturali, e autore,
fra l’altro, di due opere in versi, il _Giardino botanico_ e gli _Amori
delle piante_. Ma la sua grande opera della maturità è la _Zoonomia_, e
in essa egli vuole, fra l’altro, spiegare l’origine e le trasformazioni
delle specie, le quali, come più tardi gli evoluzionisti insegneranno,
si trasformano in altre diverse o superiori, mediante la _persistenza
dei caratteri acquisiti_.
Particolare degno di nota, in quegli stessi anni, l’identico problema
era meditato dal più grande poeta, e anche grande scienziato,
tedesco, _Volfango Goethe_, l’autore immortale del _Faust_, nelle sue
_Metamorfosi delle piante_. Ed egli lo risolveva in modo identico!