Storia della scienza

L'uomo vitruviano di Leonardo da Vinci, un esempio di fusione tra arte e scienza durante il Rinascimento

La storia della scienza riguarda le vicende, i personaggi e le scoperte che hanno contribuito al progresso scientifico. Essa ha prodotto quella che oggi è considerata la scienza moderna, ossia un corpo di conoscenze empiricamente controllabile, una comunità di studiosi e una serie di tecniche per investigare l'universo note come metodo scientifico, che si è evoluto a partire dai loro precursori, risalendo fino alla preistoria.

La rivoluzione scientifica vide l'introduzione del moderno metodo scientifico a guidare il processo di valutazione della conoscenza. Questo cambiamento è considerato così fondamentale che le indagini ad esso precedenti sono per lo più considerate prescientifiche. Molti, tuttavia, ritengono che la filosofia naturale antica possa rientrare all'interno del campo di competenza della storia della scienza; altri sostengono che certi risultati di età ellenistica siano da considerarsi scientifici in senso moderno.

Culture protostoriche

Tavoletta d'argilla sumera del 492 a.C. contenente dati astronomici.

Nei tempi preistorici, la conoscenza della natura e dei suoi segreti veniva tramandata principalmente tramite la tradizione orale, e si presentava come strettamente imparentata con la religione. Si trattava di un sapere essenzialmente pratico, basato perciò su abilità di tipo tecnologico e matematico, che porteranno allo sviluppo di civiltà avanzate come quella indiana, mesopotamica ed egiziana, dove secondo Erodoto avrebbe avuto origine la matematica..

La nascita della scrittura permise la conservazione della conoscenza e la sua trasmissione con maggior accuratezza. I progressi dell'agricoltura, che portarono a una maggior disponibilità di cibo, rese possibile alle diverse civiltà di dedicarsi ad altri compiti oltre a quelli necessari per la sopravvivenza, perlopiù di carattere misterico-religioso: notevoli impulsi in tal senso vennero dati allo studio dell'astronomia, e della medicina.

Molte civiltà antiche raccolsero così informazioni astronomiche sistematiche in maniera dettagliata attraverso l'osservazione del cielo ed avanzatissime tecniche di calcolo. Vennero ideati calendari funzionali alla semina e alla raccolta dei campi, nonché alle feste religiose.

Le conoscenze di base riguardanti l'anatomia umana si basavano sullo studio della flora e della fauna macrobiotiche, da cui si selezionavano i rimedi più opportuni ritenuti capaci di aiutare l'ammalato a liberarsi dagli spiriti malvagi. L'alchimia fu ampiamente praticata da numerose civiltà.

Mondo antico

Nel periodo compreso tra il VI secolo a.C. e il V secolo la scienza occidentale fu espressione delle scoperte e delle teorie elaborate da due grandi civiltà: quelle della Grecia e della Roma antiche. Per cogliere la consistenza della scienza antica è necessario riferirsi ai principali autori ed opere dell'epoca come, per il mondo greco, ad Epicuro con le sue epistole dottrinali (Lettera ad Erodoto, Lettera a Meneceo, e la Lettera a Pitocle), ed a Tito Lucrezio Caro per il mondo latino, con il De rerum natura scritto nel I secolo a.C.

Scienze teoriche e scienze pratiche

Scuola di Atene, di Raffaello Sanzio.

Lo sviluppo della filosofia greca portò a concepire il mondo come una totalità (κόσμος) governata da una legge ad esso immanente, ritenuta intellegibile dalla mente umana. Se i primi pensatori ionici si concentrarono sulla ricerca del principio originario (archè) a cui ricondurre tutti i fenomeni naturali, con Pitagora viene data la priorità al concetto intellegibile, ossia alla forma teorica da cui è possibile dedurre per via matematica e geometrica l'ordine della natura. Una tale impostazione sarà fatta propria da Parmenide, Platone e Aristotele. Per Platone, il Demiurgo ha plasmato la natura secondo modelli geometrici imperituri, ai quali occorre rifarsi per poterla comprendere.

Per Aristotele la natura non è un semplice meccanismo sottoposto a leggi di causa-effetto (come sostenuto dagli atomisti) ma è dominata da uno scopo, un fine che ogni essere naturale è chiamato a realizzare. Lo studio della qualità degli elementi prevale sulla quantità, e la disciplina che se ne occupa è la metafisica, basata sulla ricerca delle cause e culminante con la teologia, scienza teorica per eccellenza che mira alla contemplazione fine a se stessa. Essa è la «filosofia prima» che si occupa dell'«essere in quanto tale» (οὐσία) nel significato di Dio, ed è distinta da Aristotele dalle scienze pratiche, di profilo minore, che si occupano invece delle realtà sensibili e mutevoli.

«Infatti la fisica si occupa di enti che esistono separatamente ma non sono immobili, e dal canto suo, la matematica si occupa di enti che sono sì, immobili, ma che forse non esistono separatamente e sono come presenti in una materia, invece la "scienza prima" si occupa di cose che esistono separatamente e che sono immobili. E se tutte le cause sono necessariamente eterne, a maggior ragione lo sono quelle di cui si occupa questa scienza, giacché esse sono cause di quelle cose divine che si manifestano ai sensi nostri. Quindi ci saranno tre specie di filosofie teoretiche, cioè la matematica, la fisica e la teologia, essendo abbastanza chiaro che, se la divinità è presente in qualche luogo, essa è presente in una natura siffatta, ed è indispensabile che la scienza più veneranda si occupi del genere più venerando.»

(Aristotele, Metafisica, VI (Ε), 1026, a 18-21)

Aristotele tuttavia, pur assegnando la priorità alla metafisica, teneva in grande considerazione la sperimentazione, utilizzando anche quella operata dai suoi allievi, primo tra tutti Teofrasto. In tal modo Aristotele sintetizzò il sapere scientifico dell'epoca in osservazioni di grande acutezza, che sarebbero state poi modelli d'autorità per la filosofia della natura almeno sino al XVII secolo. Svolgendo una grande opera di sistematizzazione, i suoi resoconti sulle tipologie, forme, abitudini e caratteristiche di animali e piante risulteranno un esempio indiscusso di "metodo descrittivo".

Età ellenistico-romana

Modello di vite d'Archimede, utilizzabile per la sollevazione di materiali, ad esempio per il pompaggio dell'acqua

Tra i personaggi di rilievo della cosiddetta età alessandrina spicca Archimede, che elaborò una delle prime leggi fisiche che regolano il galleggiamento dei corpi, sfruttò i principi di funzionamento delle leve, e ideò numerose macchine e dispositivi come, forse, la vite a lui attribuita.

La città egizia di Alessandria era il centro intellettuale degli studiosi dell'epoca. A partire dalle riflessioni interne all'Accademia platonica e al Liceo di Aristotele, venne sviluppandosi un approccio scientifico da alcuni oggi ritenuto equivalente a quello della fisica moderna, basato su modelli matematici che cercavano di spiegare i fenomeni naturali, e fare previsioni su di essi.

Apollonio di Perga migliorò il modello delle sfere planetarie di Eudosso in maniera eccentrica, collocando cioè la Terra non perfettamente al centro delle orbite celesti, aggiungendovi epicicli e deferenti. Eratostene calcolò il diametro terrestre commettendo un errore del 2,4% rispetto alle misure odierne, Ipparco di Nicea formalizzò la precessione degli equinozi misurando le dimensioni e le distanze di Sole e Luna rispetto alla Terra, oltre a redigere il primo catalogo stellare e a fondare la trigonometria, mentre Aristarco di Samo propose un modello eliocentrico.

Tolomeo Filadelfo discute con dotti ebrei nella biblioteca di Alessandria (di Jean-Baptiste de Champaigne, 1672).

In algebra e geometria il cerchio fu diviso in 360°, e venne creato il primo globo celeste (o orbe). Euclide fu l'autore degli Elementi, considerati uno dei testi fondanti della matematica moderna. I suoi postulati, come il cosiddetto postulato di Euclide, sono alla base della geometria sistematizzata.

Furono sviluppati dispositivi come pompe idrauliche, automi meccanici, l'eolipila e la diottra. L'alto livello tecnologico è testimoniato dalla macchina di Anticitera, il primo calcolatore meccanico noto, che serviva a prevedere e mostrare i moti degli astri e le eclissi. Fiorì anche la medicina, grazie ad Erofilo ed Erasistrato, tra i primi ad effettuare dissezioni di cadaveri umani, oltre a Galeno che riformulò i principi ippocratici basandosi su un approccio scientifico e sperimentale, fondando la farmacologia moderna e tramandando un corpus di testi capaci di dominare per secoli.

Tolomeo infine riassunse le principali conquiste dell'astronomia antica nell'Almagesto, rimasto insuperato per più di un millennio, e affrontò anche problemi di ottica come la rifrazione. Il contributo dei Romani all'avanzamento della scienza all'infuori dell'ingegneria è oggetto di controversie, essendo i loro interessi rivolti all'ambito pratico anziché a quello teoretico e filosofico. Per alcuni aspetti la conquista romana avrebbe segnato un rallentamento, se non un regresso, nel progresso scientifico. Secondo questa tesi molte scoperte di età ellenistica sarebbero state fraintese, dimenticate o rigettate nei secoli successivi.

Medioevo

In Medio Oriente

Lama in acciaio Damasco

Nel Medio Oriente, dove la filosofia greca era sopravvissuta per un certo periodo sotto i califfati, tra l'VIII e il XIII secolo fiorì l'età dell'oro della cultura araba. Il centro di questo fermento scientifico fu Baghdad, che all'epoca era fra le città più grandi del mondo, prendendo avvio dalla sponsorizzazione di mecenati delle traduzioni in arabo di tutti i più importanti testi delle varie discipline scientifiche delle civiltà greca, indiana, persiana ormai decadute, nonché dalla costruzione delle prime cartiere copiate dalla Cina. La tolleranza multireligiosa e il pellegrinaggio annuale alla Mecca facilitarono i contatti e gli scambi tra gli studiosi che elaborarono scoperte originali che influenzarono i secoli a venire in tutto il mondo.

Nelle prime versioni islamiche del metodo scientifico, l'etica giocava un ruolo importante. Durante questo periodo si svilupparono i concetti di citazione e di revisione paritaria. Le conoscenze mediche, astronomiche e matematiche portarono allo sviluppo dell'alchimia. In matematica Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī inventò l'algoritmo (che prese il nome da questo studioso persiano). Egli diede il nome anche all'algebra, che deriva da al-jabr, inizio del titolo di una delle sue opere.

Al-Batani (850-929) contribuì all'astronomia e alla matematica, Razi alla chimica. Tra le principali invenzioni vi furono l'acciaio di Damasco e la batteria di Bagdad. L'alchimia sarà di ispirazione per Ruggero Bacone e Isaac Newton. In astronomia Al-Batani migliorò le misure fatte da Ipparco e preservò il testo greco Hè Megalè Syntaxis, tradotto come Almagesto. Migliorò anche la misura della precessione dell'asse terrestre.

Apogeo della scienza islamica fu nel periodo tra l'XI ed il XII secolo con la presenza di due importanti personaggi, Ibn Sina (980-1037) persiano noto come Avicenna e Ibn Rushd (1126-1198) di Cordova noto come Averroè. Queste due personalità della cultura islamica ebbero dei nemici molto agguerriti come Ghazali (1058-1111), ma furono ostacolati fortemente anche dall'opposizione delle autorità religiose musulmane.

In Oriente

Una riproduzione moderna del sismometro di Zhang Heng.

In Cina i progressi tecnici e scientifici si susseguono tra il X e l'XI secolo: tra le altre cose, i cinesi inventarono il razzo, il cannone, il fucile mentre continuarono ad utilizzare l'energia idraulica, a costruire ponti sospesi e trivellazioni profonde da cui estraevano gas e petrolio. Inventarono la stampa e la carta moneta, il sismografo e la sismologia. Il sostrato filosofico su cui si innestava la scienza cinese era rappresentato dal Taoismo, che diede anche notevoli impulsi allo studio di arti mediche come l'agopuntura.

Nell'età moderna la scienza cinese risentì tuttavia di diversi impedimenti, tra cui una burocratica organizzazione imperiale. Iniziò così il suo declino che si protrarrà fino al XVII secolo.

Notizie sui progressi scientifici indiani vennero dai missionari gesuiti inviati in India da papa Gregorio XIII durante il XVI secolo per informarsi sul calendario induista: essi riportarono notizie sulla scuola del Kerala, che si esprimeva nella lingua malayalam. Fondata dal matematico indiano Madhava (1340-1425), discepolo di Bhāskara II, questa scuola scoprì intorno al 1350 il concetto di serie infinita, con i metodi di integrazione numerica e la serie del pi greco, nonché importanti funzioni trigonometriche, fondamentali strumenti della matematica moderna.

In Europa

Ricostruzione di un prototipo dei primi occhiali medioevali

In Occidente, la storia della scienza dall'antichità classica fino ai tempi della rivoluzione scientifica prosegue con l'indagine sul funzionamento dell'universo, indagine rivolta aristotelicamente allo studio delle qualità, ossia delle caratteristiche che contraddistinguono gli elementi nella loro intima essenza (come il fuoco, l'aria, l'acqua e la terra) al di là del loro aspetto meccanico e quantitativo: una disciplina nota come filosofia naturale; coloro che ne prendevano parte erano chiamati filosofi della natura. In molti casi lo studio sistematico del mondo naturale, promosso per lo più da comunità monastiche, continuerà a basarsi sulla distinzione tra scienze teoriche e scienze pratiche.

Con la caduta dell'Impero romano d'Occidente, gran parte dell'Europa perse contatto con le conoscenze già acquisite nel passato. Mentre l'Impero bizantino aveva ancora centri di studio quali Alessandria d'Egitto e Costantinopoli, la conoscenza in Europa occidentale si concentrò nei monasteri, fino alla nascita delle prime università medioevali nel XII e XIII secolo. Pertanto, anche il Medioevo fu ricco di invenzioni, come gli occhiali, l'organo a canne per scopi liturgici, i primi orologi da torre, i martelli idraulici per meglio sfruttare la forza dei mulini a vento, la bussola ideata da Flavio Gioia.

Mappa delle università medievali.

La nascita delle Università in Occidente fu un evento decisivo per lo sviluppo della filosofia scolastica, che oltre alla teologia si proponeva lo studio della natura per conoscere le leggi iscritte da Dio nella creazione, le quali avrebbero consentito di elevare sempre più in alto l'intelligenza umana. In quest'ambito valevano come auctoritas anche filosofi dell'epoca greca e persino pensatori di origine islamica. Due furono in particolare le scuole di pensiero, attestate peraltro su posizioni alquanto distanti tra di loro, che elaborarono ognuna un proprio metodo scientifico: quella di Parigi, facente capo ad Alberto Magno, seguito dal suo discepolo Tommaso d'Aquino, e quella di Oxford, dove fu attivo Ruggero Bacone. Costoro, pur restando fedeli al metodo aristotelico, si occuparono di filosofia della natura basandosi sulle osservazioni degli eventi e contestando alcuni elementi anti-scientifici del pensiero greco. Tommaso in particolare, noto per aver riformulato in chiave nuova la concezione aristotelica della verità come corrispondenza dell'intelletto alla realtà, sviluppò il concetto di analogia e di astrazione, il cui utilizzo è rintracciabile tuttora in più recenti scoperte scientifiche.

Nei secoli successivi al XIII, nelle Università di tutta Europa tanto venne seminato e molto maturerà lentamente ma con una particolare accelerazione e discontinuità dopo l'invenzione della stampa, che diverrà un efficace vettore per la diffusione delle idee, dei lavori di ricerca e delle scoperte scientifiche, fino alla fioritura del Rinascimento.

Rinascimento europeo

Ritratto di Luca Pacioli, autore della Summa de arithmetica e del De Divina Proportione, che esprimono l'aspirazione ad una scienza universale tipica del Rinascimento.

Il Rinascimento è il periodo storico della civiltà compreso tra il XV ed il XVI secolo in cui tutti gli aspetti della cultura europea, partendo dall'Italia, conobbero un forte moto di discontinuità rispetto al periodo precedente, accompagnato da un'eccezionale fioritura culturale.

I fattori che determinano la rinascita intellettuale dell'Europa sono tuttavia rintracciabili già nel basso Medioevo, in particolare nello sviluppo di nuove arti e mestieri che faranno del Rinascimento il primo periodo di fondazione della scienza moderna. Tra le attività che caratterizzano quest'epoca è da annoverare l'alchimia, a cui Clive Staples Lewis attribuisce una funzione di stimolo al progresso scientifico: «Troverete persino gente che scrive del XVI secolo come se la magia fosse una sopravvivenza medioevale, e la scienza la novità venuta a spazzarla via. Coloro che hanno studiato l'epoca sono più informati. Si praticava pochissima magia nel Medioevo: XVI e XVII secolo rappresentano l'apice della magia. La seria pratica magica e la seria pratica scientifica sono gemelle».

Cannocchiale

Il tratto comune degli intellettuali rinascimentali, da Marsilio Ficino a Erasmo da Rotterdam, da Pico della Mirandola a Leonardo da Vinci, fu la riscoperta dei lavori dei filosofi dell'antichità. Questo fornì una base solida su cui si fondò il successivo lavoro scientifico. Il contatto con il mondo islamico, in Sicilia e in Spagna, consentì l'accesso a copie dei trattati romani e greci che erano andati perduti, nonché all'opera dei filosofi del Medio oriente. Le traduzioni e i commenti di Aristotele ad opera dello studioso islamico Averroè ebbero notevole influenza in Europa. Le opere di Marco Polo e le Crociate accesero l'interesse per la geografia e lo sviluppo della stampa intorno al 1450 permise alle nuove idee di raggiungere velocemente molte persone.

Rivoluzione scientifica

Gli studi di Vesalio ispirarono l'interesse per l'anatomia umana.

La scienza moderna iniziò in Europa in un periodo di grandi cambiamenti. La riforma protestante, la scoperta dell'America da parte di Colombo, la caduta di Costantinopoli, l'Inquisizione spagnola, nonché la riscoperta di Aristotele nel XII/XIII secolo, fecero presagire grandi cambiamenti sociali e politici. Perciò si creò un ambiente adatto, nel quale fosse possibile mettere in discussione la dottrina scientifica, in modo simile a quello in cui Lutero e Calvino misero in discussione la dottrina religiosa. Si notò come i lavori di Tolomeo in astronomia, Galeno in medicina e Aristotele in fisica non fossero sempre in accordo alle osservazioni sperimentali. Per esempio, una freccia che vola attraverso l'aria dopo aver lasciato l'arco contraddice l'affermazione di Aristotele secondo cui lo stato naturale di tutti gli oggetti è a riposo (Nicola d'Oresme). Allo stesso modo, Vesalio, studiando cadaveri umani, riscontrò inesattezze nell'anatomia descritta da Galeno.

Scoperta della rifrazione della luce da parte di Isaac Newton, uno dei protagonisti della rivoluzione scientifica (di Pelagio Palagi, 1827)

Il desiderio di controllare le verità fino ad allora indiscutibili e cercare le risposte per le nuove domande che ne sorsero, produsse un periodo di grandi avanzamenti scientifici, che ora è noto come rivoluzione scientifica. L'inizio della rivoluzione scientifica è posto convenzionalmente da molti storici (come Howard Margolis) al 1543, quando fu stampato il De Revolutionibus Orbium Coelestium di Niccolò Copernico. La tesi di questo libro è che la Terra si muove intorno al Sole. La rivoluzione culminò con la pubblicazione di Philosophiae Naturalis Principia Mathematica di Isaac Newton nel 1687.

Altre scoperte scientifiche importanti furono fatte durante questo periodo da Galileo Galilei, Christiaan Huygens, Johannes Kepler e Blaise Pascal. Nella filosofia della scienza furono invece attivi Francis Bacon, Sir Thomas Browne, René Descartes e Thomas Hobbes. Si svilupparono le basi del metodo scientifico: il nuovo modo di pensare metteva l'accento sulla sperimentazione e sulla ragione calcolante, non più rivolta alla ricerca delle essenze metafisiche, inducendo a considerare "scienza" solo quel complesso di conoscenze ottenute dall'esperienza e a questa funzionali. Secondo una celebre formula di Galilei, il libro della natura è scritto in leggi matematiche, e per poterle capire è necessario eseguire esperimenti con gli oggetti che essa ci mette a disposizione.

Una delle letture più originali della Rivoluzione scientifica si deve al sociologo Edgar Zilsel che individuò l'origine della scienza moderna nell'interazione sociale fra dotti e abili artigiani.

Dall'Illuminismo al Romanticismo

L'esperimento con cui Torricelli, riempiendo un tubo di vetro con mercurio, tappandolo e capovolgendolo in una bacinella piena dello stesso liquido, osservò che circa 76 cm di mercurio rimanevano sempre nel tubo a causa della pressione dell'aria, lasciandovi uno spazio vuoto. La scoperta portò all'invenzione del barometro.

Tra i prodromi dell'illuminismo si assistette alla creazione di società scientifiche permanenti e delle loro riviste accademiche, che accelerarono notevolmente la diffusione di nuove idee. Tipica fu la fondazione della Royal Society a Londra nel 1660.

L'esigenza di creare nuovi strumenti per l'indagine scientifica fu avvertita da Evangelista Torricelli e Robert Boyle, inventori di particolari dispositivi quali il tubo o la pompa pneumatica, che consentivano di osservare e misurare elementi impalpabili come l'aria.

Il dibattito fu animato dallo scontro tra opposte visioni del mondo, riconducibili al meccanicismo da un lato, facente capo a Cartesio e Leibniz, e al vitalismo dall'altro risalente a Paracelso e Van Helmont. Nel corso del Settecento ne scaturì una vivace polemica tra preformisti ed epigenisti, in merito allo svluppo degli organismi biologici.

Anche in ambito chimico continuò a prevalere un'impostazione basata sulle qualità aristoteliche, a cui si sarebbe contrapposta una scienza sempre più quantitativa. Il principale oggetto di contesa riguardava la natura dei «fluidi imponderabili», come il calore, la luce, il magnetismo, l'elettricismo, e in particolare il flogisto, fattore di infiammabilità, teorizzato dall'animista Georg Ernst Stahl. La svolta si ebbe con l'illuminista Antoine-Laurent de Lavoisier che rigettò le teorie precedenti basate sui classici quattro elementi e rifondò la concezione della chimica.

Alessandro Volta presenta l'invenzione della pila a Napoleone.

Dopo gli esperimenti di Benjamin Franklin e le scoperte di Coulomb sull'attrazione elettrica tra due corpi, assimilata a quella gravitazionale, ulteriori dispute sorsero sui fenomeni della bioelettricità nel moto muscolare animale tra Alessandro Volta, che la attribuiva ad un'ordinaria proprietà meccanica dei metalli, e Luigi Galvani, secondo cui invece si trattava di un'elettricità intrinseca degli organismi.

Mentre Volta la sfruttò per costruire la prima pila, a Galvani si deve la nascita di quella disciplina che da lui prese il nome di galvanismo, determinante per lo sviluppo delle scienze della vita nel contesto romantico come la Naturphilosophie, l'elettrofisiologia, l'elettrochimica, o l'anatomia e la morfologia trascendentali, basate cioè su un «tipo-ideale» o prototipo immateriale, che adattandosi all'ambiente produceva l'infinita varietà della manifestazioni naturali visibili.

Esperimento su un uccello nella pompa pneumatica, di Joseph Wright of Derby (1768)

La possibilità vitalistica di collegare lo sprituale con l'inanimato, alimentata nell'immaginario dell'epoca dai simultanei sviluppi dell'idealismo filosofico, portò alle prime teorie evoluzionistiche come il lamarckismo. La ricerca di un accordo tra magnetismo ed elettricità, intesi come espressione dei poteri bipolari della natura, si concluse con la scoperta dell'elettromagnetismo da parte di Hans Christian Ørsted, a seguito di un suo esperimento su un filo conduttore elettrico in grado di far muovere aghi di bussole senza contatto diretto.

L'attrazione elettromagnetica ricevette la sua formulazione matematica da André-Marie Ampère, mentre Michael Faraday, trasformando l'energia meccanica in elettrica, dava avvio alla seconda rivoluzione industriale. L'affinità dell'elettromagnetismo coi fenomeni della luce condusse infine James Clerk Maxwell a unificare le forze della natura, secondo l'esigenza filosofica del tempo, in una sola teoria basata su quattro equazioni differenziali.

Scienza moderna e progresso scientifico

Fotografia di Nikola Tesla nel suo laboratorio a Colorado Springs (1899), accanto alle scariche elettriche del suo generatore ad alta tensione.

Lo sviluppo dei movimenti empiristi e razionalistici in ambito filosofico, che stimolarono a loro volta il pensiero scientifico moderno, ha indotto diversi pensatori come Auguste Comte a parlare di progresso scientifico inarrestabile. Questa concezione ha iniziato a prevalere quando le opere di Darwin, tra cui L'origine delle specie per mezzo della selezione naturale (1859), segnarono la fine dell'era romantica portando all'ascesa del positivismo.

Durante il XIX secolo sono emerse personalità che, dedicandosi al loro lavoro, si definivano veri e propri professionisti della scienza, e sorsero contemporaneamente diverse istituzioni che se ne occuparono in modi e attività che sarebbero continuate attraverso il XX secolo fino all'epoca attuale. Fra costoro, si deve a Guglielmo Marconi lo sfruttamento delle onde elettromagnetiche teorizzate da Maxwell per la trasmissione di segnali radio.

Albert Einstein, teorico della relatività, con cui peraltro risolse i problemi della propagazione della luce lasciati irrisolti da Maxwell.

Con l'affermarsi della teoria ondulatoria della luce di Young e Fresnel, intanto, era sorta l'esigenza di postulare un mezzo trasmissivo per la sua propagazione, che Maxwell aveva identificato con l'etere luminifero; ma Michelson e Morley, con un loro noto esperimento, dedussero l'invarianza della velocità della luce rispetto ad esso.

Le contraddizioni tra la teoria elettromagnetica, basata su un sistema di riferimento assoluto, e la relatività galileiana della meccanica classica, fu risolta ai primi del Novecento con la relatività ristretta di Albert Einstein, in parte derivata dalle trasformazioni di Lorentz e Poincaré coerenti con l'elettrodinamica classica. La luce veniva descritta ora come un campo elettromagnetico oscillante, non più assimilata a un'onda meccanica trasmessa attraverso particelle materiali, e fu inoltre affermata l'equivalenza massa–energia, rappresentata da $E=mc^{2}$.

Questa nuova teoria era però a sua volta in contraddizione con la legge newtoniana di gravitazione universale, sicché Einstein formulò la relatività generale descrivendo la gravità come curvatura dello spaziotempo, che risolveva anche il problema di spiegare l'azione a distanza tra corpi celesti, priva di contatto materiale.

La relatività einsteniana attirò le critiche di Nikola Tesla, pioniere nell'ambito dell'elettromagnetismo, che la definì un «magnifico abito matematico», attraente nella forma ma sostanzialmente errata: che i corpi celesti possano curvare lo spazio, privato di proprietà, significava per lui che «qualcosa possa agire sul niente».

Altri problemi sorsero in relazione agli sviluppi della fisica quantistica riguardo al dualismo onda-corpuscolo, che vide Max Planck introdurre i quanti di energia, estesi dallo stesso Einstein ai fotoni di luce per spiegare l'effetto fotoelettrico, mentre Niels Bohr li applicò al modello atomico, e Werner Heisenberg formulò il principio di indeterminazione stabilendo che non è possibile conoscere simultaneamente posizione e momento di una particella con precisione. Opponendosi alla visione probabilistica della meccanica quantistica, Einstein espresse la famosa frase «Dio non gioca a dadi».

In ogni caso, durante il XX secolo il ruolo della scienza nella società è cresciuto in maniera notevole, tanto da essere divenuto funzionale alle istituzioni statali civili e militari, nonché assetto centrale dei processi produttivi, tecnologici ed economici mondiali.

Modello interpretativo della scienza basato sull'errore: per Popper il progresso consiste nell'accantonare le teorie rivelatesi fallaci

Nel frattempo sono affiorate però anche nuove riflessioni sul modo di intendere il progresso scientifico, in contrapposizione all'atteggiamento ottimista del positivismo ottocentesco. È stato rilevato come il carattere della scienza rimanga pur sempre fallibilista, soprattutto da parte di autori come Charles Sanders Peirce e Karl Popper. Per quest'ultimo il progresso scientifico non consiste nell'accumulo di verità, ma in una progressiva eliminazione degli errori, che non consente mai di stabilire una conoscenza come certa e acquisita: non è definendo nuove verità, ma solo imparando dagli errori che si evolve la scienza, in maniera analoga all'evoluzione biologica.

Storia della tecnica

Nell'età contemporanea è sorto pure un campo di studi della storia che esamina come si è evoluta nei millenni la comprensione del rapporto fra scienza e tecnica da parte dell'umanità, e come questa comprensione abbia permesso di generare nuove tecnologie.

Il razzo Soyuz 18 sulla rampa di lancio 1 del complesso di Baikonur in Kazakistan (URSS)

Questo campo della storia studia anche l'impatto culturale, economico e politico delle innovazioni scientifiche. Studiare l'evoluzione di una tecnologia o di una scienza attraverso il suo sviluppo storico consente di comprenderne i concetti sul nascere e nel divenire. È un approccio da consigliare a chi insegna, per far comprendere la genesi delle idee alla base di ciò che si sta illustrando.

Storici e storiografia della scienza

Storia e storiografia sono due termini usati distintamente per separare l'opera dello scienziato dall'opera dello storico della scienza, due ruoli che non sempre e non necessariamente sono stati ricoperti dalla stessa persona. La storiografia di fatto restituisce la storia della scienza al pubblico, e nello stesso tempo ne costituisce la fonte non primaria. Fra le principali fonti storiografiche italiane due Bollettini hanno avuto rilievo internazionale nel recente passato. Per il mondo accademico italiano, a queste si può aggiungere la rivista Giornale di matematiche fondata a Napoli nel 1863.

Il Bullettino di bibliografia e di storia delle scienze matematiche e fisiche di Baldassarre Boncompagni fu la prima rivista in Europa interamente dedicata alle scienze, alla storia della matematica e storia della fisica, antica (greca, araba, egiziana, ecc.) e moderna. La prima edizione uscì in stampa nel 1868, e continuò per venti ininterrotti anni a cadenza mensile. Presto divenne un punto di riferimento per scienziati, docenti e studenti di scuole superiori e università.

Il bollettino era rivisto e diretto personalmente da Boncompagni, ed era diviso in due sezioni: pubblicazioni, ed una seconda con decine di pagine che presentavano un accurato indice bibliografico di articoli, libri, atti di congressi, inediti carteggi epistolari fra scienziati. Il bollettino terminava con un indice dei nomi, e delle recenti pubblicazioni europee quali atti annuari, altri bollettini.. Per le opere fornisce citazioni puntuali, storia delle traduzioni esistenti, estremi di archiviazione nelle biblioteche e collezioni private.

Su questa tradizione propriamente italiana, si colloca il Bollettino di Storia delle Scienze Matematiche, rivista universitaria fondata nel 1928, e di rilievo internazionale. Come il precedente, è una rivista multilingue, estesa a tutte le scienze esatte, pubblica inediti storici (carteggi, ricerche di archivio, ecc.), e pubblicazioni vere e proprie. L'Unione Matematica Italiana lo ha pubblicato sotto il nome attuale dal 1981 fino al 2000, e dopo un cambio di proprietà, continua ancora a diffondere saggi e articoli in italiano, inglese, francese, tedesco o latino; ricerche d'archivio, e in generale agli strumenti per la ricerca storica.

Gli articoli sono sottoposti a revisione paritaria.

Bibliografia

• Marcello Landi, Un contributo allo studio della scienza nel Medio Evo. Il trattato Il cielo e il mondo di Giovanni Buridano e un confronto con alcune posizioni di Tommaso d'Aquino, in "Divus Thomas", n. 110/2 (2007), pp. 151-185.
• Anna Ludovico, Effetto Heisenberg. La rivoluzione scientifica che ha cambiato la storia, Roma, Armando, 2001 ISBN 8883581822.
• Joseph Needham, Scienza e civiltà in Cina [1956], 4 voll., trad. it., Torino, Einaudi, 1981-83.
• Edward Grant, La scienza nel Medioevo, Il Mulino, 2002.
• Alfred North Whitehead, La scienza e il mondo moderno [1925], trad. it. di Antonio Banfi, Torino, Boringhieri, 1979, pp. 20-25 e 30-34.
• Ludovico Geymonat, prefazione alla Storia delle scienze agrarie di Antonio Saltini, nuova edizione, Museo Galileo ISBN 978-88-96459-09-6.
• John Desmond Bernal, Storia della scienza, Editori Riuniti, 1956.
• Mario Biagioli, Jessica Riskin, Nature Engaged: Science in Practice from the Renaissance to the Present, Palgrave Macmillan, 2012, ISBN 978-1-349-28717-8, 978-0-230-33802-9.
• Jim Al-Khalili, La casa della saggezza. L'epoca d'oro della scienza araba, Bollati Boringhieri, 2013, ISBN 978-8833923116.

Voci correlate

• Antiscienza
• Far uscire il genio dalla bottiglia
• Filosofia della scienza
• Storia dell'astronomia
• Storia della biologia
• Storia della chimica
• Storia della fisica
• Storia della geologia
• Storia della matematica
• Storia dell'industria chimica
• Storia dell'ingegneria
• Storia della tecnologia
• Storia delle scienze agrarie

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• (EN) L. Pearce Williams, history of science, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• Museo Galileo di Firenze, su museogalileo.it.
• Marco Beretta, Storia materiale della scienza.
• (EN) Henry Smith Williams, A History of Science. URL consultato il 3 giugno 2006 (archiviato dall'url originale il 6 ottobre 1999).
• Panorama storico delle scienze tra Seicento e Settecento, su scienze-del-700.exactpages.com. URL consultato il 19 luglio 2020 (archiviato dall'url originale il 28 giugno 2019).
• Video - Storia dell'Astronomia, su territorioscuola.com. URL consultato il 16 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 2 agosto 2014).
• Video - Storia dell'Agricoltura, su territorioscuola.com. URL consultato il 16 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 19 luglio 2014).
• Stefano G. Loffi, Piccola Storia dell'Idraulica. URL consultato il 29 ottobre 2010 (archiviato dall'url originale il 17 giugno 2009). (traduzione ridotta, ma integrata, di History of Hydraulics" di Hunter Rose e Simon Ince)

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