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Corso di studi di Scienza dei materialiCorso di Storia delle scienze sperimentali

Lezioni 1-228 gennaio 2010

Luigi Cerrutiwww.minerva.unito.it

Storia delle scienze sperimentaliMateriali per l’esame

• Appunti delle lezioni• Diapositive delle lezioni in formato .ppt, all’indirizzo

http://www.minerva.unito.it/informazione/SM/SSSindex.htm• Risorse in rete (innumerevoli, alcune molto buone)• Testi a stampa:

– C. Singer, Breve storia del pensiero scientifico, Torino: Einaudi, 1961 – P. Rossi (a cura di), Storia della scienza moderna e contemporanea,

Torino: UTET, 1998– R. Maiocchi, Storia della scienza in Occidente. Dalle origini alla bomba

atomica, Firenze: La Nuova Italia, 1995

– J. Gribbin, Science: A History 1543 – 2001, London: Penguin, 2003

Scienza, storia della scienza e cultura

• Chi non conosce ... – Miguel de Cervantes 1547-1616– William Shakespeare 1564 - 1616

• (ma come li si conosce?)

• Certo, chi non conosce ...

– Galileo Galilei 1564 - 1642• (ma come lo si conosce?)

• Ma nessuno, o quasi, conosce ...– William Harvey 1578 -1657

La cultura? Una questione di pressione sociale e scelte individuali

Quali scienze?

Key words:Johan Bollenmap science

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Un’eredità del Cinquecento

• On August 24, 1572, the day before St. Bartholomew's Day, royal forces hunteddown and executed over three thousand Huguenots, including Coligny, in Paris. Within three days, royal and Guise armies had hunted down and executed over twenty thousand Huguenots in the single most bloody and systematicextermination of non-combatants in European history until World War II.

Il Seicento“A peste, fame et bello libera nos, Domine”

• Nel 1617 fu nominato re di Boemia Ferdinando arciduca di Stiria

• La rivolta del 1618 da parte dei protestanti è conseguenza di un atto specifico: nel 1617 i protestanti vollero costruire due chiese nei piccoli centri vicino a Praga, Klostergrab e Braunau, su territorio regio. Per impedire questa costruzione il re regalò i terreni sui quali le chiese sarebbero sorte all’arcivescovo di Praga, rendendo quindi impossibile la costruzione delle stesse.

• I luterani il 23 maggio del 1618, arrivarono al castello centro del potere e presero i due governatori e il cancelliere che era con loro e li gettarono dalla finestra della sala consigliare ad una altezza di dieci metri dal suolo.

• Fortunatamente per i malcapitati precipitarono su del letame che attutì la caduta, e presto furono in salvo.

• Questo episodio provocò una delle più lunghe guerre europee, la guerra dei trenta anni, l’ultima guerra di religione.

La defenestrazione di Praga23 maggio 1618


• Fu il primo allievo di un collegio di gesuiti che salisse al trono imperiale; e sulla sua intelligenza angusta, esasperata e permeata dalla dottrina gesuitica, dominava un'unica passione, un unico scopo: odiava i protestanti e stabilì di sradicarli dai suoi dominii.

• Riuscì nel suo scopo di «liquidare» gli eretici e di concentrare tutta la vita intellettuale e religiosa del regno sotto il ferreo dominio dell'ordine dei gesuiti.

• Il prezzo della sua vittoria fu il violento sovvertimento della società boema e lo scoppio della guerra dei Trent'anni.

• Pochi sono gli uomini onesti, devoti e coerenti come lui che abbiano attirato sul mondo sì gran valanga di miserie.

Ferdinando IIImperatore d’Austria e re di Boemia

1578-1637


• La guerra dei Trenta anni fu condotta con una ferocia di cui la storia offre pochi esempi. È impossibile in verità esagerare le sofferenze degl'inermi contadini dell'impero tedesco in questi tempi di ferro: saccheggi, carestia, fame, persino cannibalismo.

• Interi villaggi scomparvero e, come sempre accade in epoche di estrema e disperata calamità, i freni morali si allentarono, dando luogo a scoppi selvaggi di dissolutezza.

• All'inizio del secolo sedicesimo, la Germania era in primo piano nella civiltà europea. Alla fine della guerra dei trent'anni (1648), priva di letteratura e di arte, appesantita da una lingua quasi incomprensibile, appariva, quanto a modi e costumi sociali, di poco superiore alla barbarie moscovita.

La guerra dei Trenta anni1618-1648


• On Sunday morning, the 2nd September 1666, the destruction of medieval London began. Within 5 days the city which Shakespeare had known was destroyed by fire. An area of one and a half miles by half a mile lay in ashes; 373 acres inside the city walls and 63 acres outside, 87 churches destroyed (including St. Paul's Cathedral) and 13,200 houses. In all this destruction, it is amazing that only 6 people are definitely known to have been killed. However, it seems likely that the actual death toll was much higher. In destroying the close packed houses and other buildings it is also likely that the fire finally put an end to the Great Plague that had devastated the city in the previous year - killing 17,440 out of the population of 93,000.

Jan van der Straet,

known as Giovanni Stradano

Bruges 1523 - Florence

1605

Nova reperta. In Speculum diuersarum imaginum speculatiuarum a varijs viris doctis adinuentarum,

atq insignibus pictoribus ac sculptoribus delineatarum, Antwerp: Galle, 1638

Alice McGinty: four thematic divisions. Here: the conquest of matter & movement

Il SeicentoI nuovi orizzonti

“In the fire, the juice of all bodies is turned by art into a mighty billow, clear and most potent”

Il cannocchiale/telescopio

• Non è certo chi sia stato il primo a realizzare un telescopio a lenti: fra i nomi che ricorrono vi sono quelli di Zacharias e di Johann Lippershey , entrambi fabbricanti di occhiali a Middelburg, in provincia di Zeeland.

• È certo, invece, che il 2 ottobre 1608 gli Stati Generali dell'Aia ricevettero una petizione di brevetto per trent'anni, per costruire uno strumento per vedere oggetti lontani come fossero vicini, da parte di Johann Lippershey(Wesel 1560/70 - Middelburg 1619).

• Il telescopio in questione era costituito da un obiettivo a lente convessa e un oculare a lente concava, aveva un tubo lungo circa 50 cm e un diametro di 3-4 cm e forniva un ingrandimento di appena tre o quattro volte.

• La richiesta fu, tuttavia, respinta, anche perché contemporaneamente altri occhialai avevano rivolto la stessa istanza

Antony van LeeuwenhoekIl microscopio di un autodidatta

• Antony van Leeuwenhoek non apparteneva all'ambiente dei dotti, di famiglia modesta lavorò come mercante di stoffe, assaggiatore di vini, usciere presso il tribunale di Deft.

• Le lenti si erano molto diffuse in Olanda soprattutto in quanto con esse era molto più facile stabilire con esattezza la qualità della trama di un determinato tessuto;

• Leeuwenhoek rimase affascinato da questo nuovo strumento e raggiunse una tale abilità artigianale nel fabbricare lenti biconvesse, che ancora oggi una delle sue lenti si è rivelata superiore a qualsiasi altra conosciuta: i microscopi semplici da lui costruiti erano costituiti da piccole sferette di vetro fuso montate su un supporto metallico e raggiungevano un ingrandimento da 50X a 300X

(1632-1723)


(1632-1723)


in Phil.Trans. XII, nov. 1678 : 1-4 spermatozoi umani, 5-8 di cane


12 Settembre 1683: batteri della placca dentaria


3 marzo 1682, fibre muscolari


1694, la pulce


6 marzo 1717, tessuto e vasi sanguigni di cervello di maiale

Mikołaj KopernikToruń, 19 febbraio 1473 – Frombork, 24 maggio 1543

• Fu avviato agli studi dallo zio vescovo e si iscrisse alla facoltà delle Arti dell’Università di Cracovia, studiando filosofia e astronomia.

• In Italia continuò gli studi di astronomia; studiò giurisprudenza all’Università di Bologna, medicina e diritto canonico all’Università di Padova addottorandosi in diritto canonico all’Università di Ferrara.

• A Bologna aveva compiuto le prime osservazioni astronomiche. Lo studio del greco gli aveva consentito la lettura di testi astronomici dell’antichità.

• Tornato in patria, si dedicò agli impegni amministrativi, politici e a studi astronomici.

Il sistema copernicano

Copernico,1543 Andreas CellariusHarmonia Macrospopica,1660

Johannes Kepler1571 –1630

• Nel 1591 comincia lo studio di teologia a Tubinga, un'università protestante dove si trovavano alcuni seguaci del copernicanesimo.

• Nel 1594 diventa insegnante di matematica a Graz (Austria). Tra le sue mansioni, c'era quella di fare "pronostici" e gli capitò di prevedere un inverno molto rigido, le rivolte contadine e la guerra con i Turchi.

• Nel 1597 pubblica l'opera MysteriumCosmographicum, nella quale tenta una prima descrizione dell'ordine dell'Universo.

• Nel 1599 Tycho Brahe gli offre un posto come suo assistente che copre l'anno dopo.

• Nel 1601, dopo la morte di Brahe, diventa il suo successore come matematico e astronomo imperiale. Nel 1604 osserva una supernova che verrà conosciuta col nome di Stella di Keplero.

• Le basi per le sue scoperte astronomiche furono gettate nel 1609, quando pubblica Astronomia nova, in cui formula le sue prime due leggi.

• Il 15 maggio 1618 scopre la terza legge che prende il suo nome, che rende nota l'anno dopo nell'opera Harmonice mundi.

• Nell'agosto 1620 la madre di Keplero viene accusata di stregoneria dalla Chiesa protestante e rilasciata solo nell'ottobre 1621 quando non ha ammesso neanche sotto tortura le colpe di stregoneria.

Galileo Galilei1564 – 1642

• Nel 1581, all'Universita' di Pisa per studiare medicina, seguendo il desiderio del padre.

• Nel 1585 ritorna a Firenze senza avrcompletato gli studi, e comincia a dedicarsi alla fisica e alla matematica, dando anche lezioni private.

• Nel 1588 ottiene una cattedra di matematica all'Universita' di Pisa, studia il movimento dei corpi in caduta e scrive "De Motu".

• Nel 1592, Galileo ottiene una cattedra di matematica (geometria e astronomia) all'Universita' di Padova, dove rimarra' fino al 1610.

• Nel 1599 conosce Marina Gamba, che gli dara' tre figli: Maria Celeste, Arcangela e Vincenzio

• Nel 1606 inventa il termoscopio, • Studi di idrostatica e sulla resistenza dei

materiali, costruisce la sua bilancia idrostatica e scopre il moto parabolico dei proiettili.

• Nel 1604, Galileo osserva una supernova comparsa in cielo durante l'autunno.

• Nel 1609 Galileo comincia ad interessarsi ad un nuovo strumento, costruito in Olanda: il cannocchiale. Dopo avergli apportato dei miglioramenti, ne presenta al Senato di Venezia un esemplare, al quale da' il nome di "perspicillum".

Galileo realizzò il suo compasso tra il 1597 ed il 1599; all’inizio i compassi venivano accompagnati dalle istruzioni scritte a mano ed ogni libretto conteneva spesso delle varianti. Con il 1600 fu iniziata una produzione standardizzata ad opera del meccanico padovano Marcantonio Mazzoleni e, visto il successo riscosso e il timore di un plagio, Galileo fece stampare in 60 copie, nel 1606, una versione definitiva del volumetto di istruzioni dal titolo “Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare”

Le posizioni dei pianetini medicei disegnate da Galileo

• A Padova, con il suo nuovo strumento, Galileo compie una serie di osservazioni della Luna nel dicembre 1609, e il 7 gennaio 1610 osserva delle "piccole stelle" luminose vicine a Giove.

• Nel marzo 1610, rivela nel "SidereusNuncius" che si tratta di 4 satelliti di Giove, che poi battezza Astri Medicei in onore di Cosimo II de' Medici, Gran Duca di Toscana.

• Soltanto in seguito, su suggerimento di Keplero, i satelliti prenderanno i nomi con i quali sono conosciuti oggi: Europa, Io, Ganimede e Callisto.

• La scoperta di un centro del moto che non fosse la Terra comincia a minare alla base la teoria tolemaica del cosmo.

Il Sidereus Nuncius1610

Il Dialogo, 1632

• Giornata prima: confronto iniziale tra sistema copernicano (eliocentrico) e aristotelico-tolemaico (geocentrico).

• Giornata seconda: il moto di rotazione giornaliera della Terra. In questa giornata, per spiegare il fatto che l'uomo sulla terra non ne percepisce il movimento, poiché è solidale ad esso, si riporta l'esempio di ciò che avviene all'interno di una barca in movimento.

• Giornata terza: il moto di rivoluzione della terra attorno al sole.

• Giornata quarta: le maree (secondo Galileo dovute principalmente alla combinazione dei moti di rotazione e rivoluzione).

http://www.astrofilitrentini.it/mat/testi/dialogo.html

Il Dialogo, 1632• Filippo Salviati (1582 - 1614), scienziato e

astronomo proveniente da una nobile famiglia fiorentina. Si fa portavoce delle idee copernicane di Galileo. Nel Dialogo ha una duplice funzione: controbattere alle teoria di Simplicio e allo stesso tempo correggere le ingenuità di Sagredo, cercando quindi di chiarire le evidenti difficoltà che comportava la teoria copernicana del tempo.

• Giovan Francesco Sagredo (1571 - 1620), un nobile e colto veneziano , di idee progressiste e di grande esperienza, si interessa al dibattito sebbene non sia un astronomo professionista; egli costituisce una sorta di moderatore tra le due parti e rappresenta i destinatari dell’opera: persone curiose ma per nulla esperte della materia trattata.

• Simplicio è un peripatetico dalla rigida impostazione scolastica, rappresenta la dottrina tradizionale e dogmatica che non riconosce altri argomenti che quelli ammessi nelle opere passate;

Salviati, Sagredo e Simplicio

René Descartes1596 - 1650

• Educato dai gesuiti approfondì, oltre ai classici, lo studio della matematica e della filosofia scolastica.

• Studiò diritto presso l'università di Poitiers e dal 1618 si arruolò nell'esercito del principe protestante olandese Maurizio di Nassau.

• Tra il 1623 e il 1625 viaggiò in Italia; dal 1625 al 1628 visse in Francia dedicandosi alla filosofia e agli esperimenti di ottica. Si trasferì poi in Olanda, dove visse in diverse città, tra cui Amsterdam e Leida.

• Durante i primi anni della permanenza in Olanda, Cartesio compose tre trattati importanti, la Diottrica, le Meteore e la Geometria, pubblicati nel 1637 e introdotti dal Discorso sul metodo, che compendiava la sua filosofia. Seguirono altri scritti filosofici, tra i quali le Meditazioni

metafisiche (1641) e i Principi di filosofia (1644).

• Nel 1649 Cartesio fu invitato alla corte di Stoccolma per dare lezioni di filosofia alla regina Cristina di Svezia; ammalatosi di polmonite, morì l'anno seguente.

Un’immagine molto eloquente

L'homme (1633) Descartes,

La ghiandola di Cartesio

I nervI sono "piccoli filamenti o canaletti, provenienti tutti dal cervello, e pieni, come il cervello, di una certa aria o vento sottilissimo, a cui si dà il nome di spiriti animali."

La ghiandola e la visione

Immagine: L’homme, 1729 Testo: Passions de l'ame, 1643: "La sola causa di tutti i movimenti delle membra è che alcuni muscoli si accorciano, mentre i loro opposti si allungano [...] e la sola causa che fa accorciare un muscolo invece del suo opposto, è che giungono ad esso dal cervello, un po' più spiriti che all'altro"

Come funziona l’anima(e la ghiandola pineale)

Passions de l'ame, 1643

"l'anima è unita strettamente a tutte le parti del corpo", "C'è nel cervello una piccola ghiandola in cui l'anima esercita le sue funzioni più specificamente che non nelle altre parti": la ghiandola pineale è tale che "i suoi più lievi movimenti possono mutare molto il corso degli spiriti, mentre, inversamente, i minimi mutamenti nel corso degli spiriti possono portare grandi cambiamenti nei movimenti di questa ghiandola".

"La piccola ghiandola posta al centro del cervello può essere mossa, da un lato dall'anima, dall'altro dagli spiriti animali ... succede spesso che le due spinte siano contrastanti e che la più forte impedisca l'effetto dell'altra".

"tutta l'azione dell'anima consiste in questo che, per il solo fatto di volere qualcosa, essa fa muovere la piccola ghiandola, a cui è strettamente legata, nel modo richiesto per produrre l'effetto connesso con la volontà".

L’eccellenza dell’uomo

• .[...]È pure assai notevole che sebbene molti animali in alcune loro azioni dimostrino più industria di noi, tuttavia non ne mostranoalcuna in molte altre: cosicché, ciò che essi fanno meglio di noi non prova che hanno ingegno — ché in tal caso ne avrebbero più di noi e ci supererebbero in ogni attività —, ma piuttosto che essi non ne hanno affatto, e che è la Natura che agisce in loro, secondo la disposizione dei loro organi, così come si osserva che un orologio, pur essendo solo composto di ruote e di molle, conta le ore e misura il tempo più precisamente di noi con tutta la nostra prudenza.[…] dopo l'errore di quelli che negano Dio [...] non ve n'è altro che allontani di più gli uomini deboli dal giusto cammino della virtù che immaginare che l'anima delle bestie sia di natura uguale alla nostra e che, di conseguenza, non dobbiamo temere nulla, né nulla sperare dopo questa sta vita, come le mosche e le formiche;[…]

• (René Descartes, Discorso sul metodo, in E. Lojacono (a cura di), Opere filosofiche di René Descartes, U.T.E.T., Torino, 1994, Vol. I, pp. 538-540)

Gli uomini e gli animali

Discorso sul metodo, parte v• "si può dire che gli animali privi di ragione ci rassomiglino, senza però aver

trovato in essi nessuna di quelle funzioni che, per essere dipendenti dal pensiero, sono le uniche che ci appartengono in quanto uomini”

• “se vi fossero macchine siffatte, che avessero gli organi o la figura di una scimmia o di qualche altro animale privo di ragione, noi non avremmo alcun mezzo per riconoscere in che cosa differisca la loro natura da quella degli animali, mentre se ve ne fossero di quelle che somigliassero al nostro corpo e imitassero, quanto più è possibile, le nostre azioni, avremmo sempre due mezzi sicurissimi, per riconoscere che, comunque, non sarebbero veri uomini. Il primo è che non potrebbero mai servirsi di parole né di altri segni […]. Il secondo è che […] si scoprirebbe che esse (macchine) non agiscono con cognizione di causa, ma solo grazie alla disposizione dei loro organi”.

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