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la scienza nel XX secolo.

Il XX secolo fu ricco di innovazioni scientifiche e tecnologiche; Fin dai primi anni del secolo si assistette a scoperte rivoluzionarie:

Le principali scoperte nella fisica e nella chimica:

nel 1900 Max Planck (1858-1947) pose le basi della fisica contemporanea introducendo la teoria dei quanti.

Nel 1901, il 12 Dicembre, Guglielmo Marconi Trasmise il primo segnale radio transoceanico (La trasmissione di onde elettromagnetica era stata tuttavia già effettuata da Nikola Tesla nel 1893 in una conferenza pubblica a St.Louis, Missouri).

Francobollo stampato nell'ottobre
2001 dal servizio postale statunitense
in onore di Enrico Fermi.

Nel 1905 fu presentata al mondo una teoria rivoluzionaria, destinata a cambiare le regole della fisica classica, la teoria della relatività ristretta,  di Albert Einstein, seguita nel 1915 dalla teoria della relatività generale

Nel 1913 Niels Henrik David Bohr (1885–1962) propose un nuovo modello atomico che si conformasse alla teoria quantica.

Un'altro protagonista di questa epoca fu l'italiano Enrico Fermi (1901-1954) che nel corso della sua vita contribuì ad approfondire gli studi sulla meccanica quantistica.

Per un approfondimento sulla fisica nel xx secolo clicca qui.

Il seguente documentario presenta la teoria della relatività di Einstein:

Le principali scoperte nella medicina :

Anche in ambito medico il '900 fu un secolo di grandi innovazioni; tra le più importanti ricordiamo:

Lo sviluppo della psicologia , la scoperta della penicillina da parte di Alexander Fleming (1881-1955) nel 1928 e il progetto genoma umano.

Per ulteriori informazioni riguardo alla medicina nel '900 clicca qui. 

Un ulteriore esempio dell'importanza della scienza e della tecnica nel xx secolo fu la corsa allo spazio tra Stati Uniti e Unione sovietica che caratterizzò la seconda metà del secolo.

Terra che sorge,  24 dicembre 1968, NASA

Una nuova teoria per descrivere l'universo:

La teoria delle stringhe, ancora in fase di elaborazione, Tenta di conciliare la meccanica quantistica con la relatività generale proponendosi inoltre come la teoria del tutto.

La rivoluzione scientifica del '600:

Con il termine “rivoluzione scientifica” si intendono quei periodi della storia della scienza durante i quali la comunità scientifica abbandona le tecniche tradizionali per adottarne di nuove.

Il sistema eliocentrico

Tra il XVII e il XVIII secolo l'Europa visse un periodo di grande innovazione scientifica; il suo inizio si può però far risalire alla prima metà del XVI secolo: nel 1543 fu infatti pubblicato il capolavoro di Niccolò Copernico : il “De revolutionibus orbium coelestium” il quale tratta la teoria eliocentrica; l'idea che i pianeti ruotassero intorno al sole non fu di Copernico, essa era infatti stata già formulata nell'antichità, tuttavia l'opera di Copernico fu resa famosa dalla sua complessità ed esattezza matematica.

Un'altro contributo fondamentale a sostegno della teoria eliocentrica fu dato da Johannes Kepler (detto Keplero) il quale formulò tre leggi omonime che si proponevano di descrivere le orbite dei pianeti.

I
l fulcro della rivoluzione scientifica che stava prendendo forma in quegli anni era quindi caratterizzato dalla “matematicizzazione” della natura; dalla ricerca di un passaggio “dal mondo del pressappoco all'universo della precisione”. Tale obiettivo fu alla base di un importante protagonista di questi anni:

Dalla serie "Europa - 28ª emissione"

Ritratto di Galileo Galilei e telescopio - 2 maggio 1983

Galileo Galilei: introdusse un nuovo metodo sperimentale che vedeva la centralità dell'osservazione, della misurazione e dell'esperimento; divenne quindi essenziale la struttura del laboratorio poiché conoscere non vuol dire solo osservare ciò che accade spontaneamente ma anche essere in grado di riprodurre i fenomeni. Egli si schierò inoltre in difesa dell'opera di Copernico, tale apologia è infatti documentata dalle lettere copernicane. Tra le maggiori opere galileiane troviamo il “Dialogo sopra i massimi sistemi del mondo”. Egli perfezionò inoltre il telescopio utilizzandolo per effettuare osservazioni che gli permisero, per esempio, di osservare le fasi di Venere nel Dicembre del 1610.

un'altro protagonista della rivoluzione scientifica fu Isaac Newton: a lui si deve la nascita della fisica moderna e del concetto di forza, il quale permise di descrivere numerosissimi fenomeni fisici, dalla caduta dei gravi alle leggi gravitazionali che trovarono proprio in Newton la loro conferma. Con l'opera “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” pubblicata il 5 luglio 1687 si posero i fondamenti per la meccanica classica . Egli si occupò inoltre di ottica, dimostrando che la luce bianca è composta dalla somma (in frequenza) di tutti gli altri colori, inoltre condivise con Gottfried Wilhelm Leibniz la paternità dello sviluppo del calcolo differenziale.

Segue un video su Newton e il suo operato:

Con la Rivoluzione scientifica vengono poste le basi per la scienza moderna e si assiste inoltre in questo periodo alla nascita della figura dello "scienziato " la quale si distacca da quella del filosofo naturale. Questi anni videro inoltre la creazione di strumentazioni e strutture necessarie a supportare la ricerca e lo studio della natura come, per esempio, il laboratorio, il cannocchiale per osservare gli astri con maggiore precisione di quanto potesse fare l'occhio umano o il pendolo, per misurare il tempo.

Rappresentazione su un orbita semplificata del moto di
rivoluzione lunare attorno alla terra, la quale esercita
sulla luna un'attrazione centripeta causata dalla forza di gravità.

Un brevetto

a causa del  comma 2 dell'art. 45 DL 30/2005 non è possibile brevettare scoperte,  teorie scientifiche e i metodi matematici; esistono tuttavia svariati oggetti della tecnologia che sfruttano fenomeni fisici.


Il forno a microonde:
Questo sistema scalda i cibi inducendo le molecole d'acqua contenute in essi a vibrare generando così calore

Cronologia:

Le date più importanti nella storia della scienza:

VII secolo a.c: Nasce con Talete di Mileto il pensiero filosofico.

390-360 a.c. : Platone scrive la “Repubblica”, sebbene questo testo non tratti direttamente materie scientifiche costituisce un punto chiave nella storia del sapere poiché creò quella divisione tra  mondo vero (quello delle idee) e  mondo sensibile (il mito della caverna) che caratterizzò la concezione del sapere nei secoli seguenti (soprattutto nel medioevo).

XI secolo d.c. : viene fondata la”Scuola medica salernitana”, prima università occidentale.

1543, 24 maggio : viene pubblicato il “De revolutionibus orbium coelestium” di Niccolò Copernico.

1687, 5 Luglio: viene pubblicato la “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” di Isaac Newton.

1905: Albert Einstein elabora la teoria della relatività ristretta (seguita nel 1915 dalla teoria della relatività generale).

1968- oggi: nel 1968 vengono poste dal fisico teorico Gabriele Veneziano le basi matematiche per lo studio della “teoria delle stringhe” la quale è ancora in fase di sviluppo.

La scienza nel Medioevo:

"La caduta dell'impero romano"
Thomas Cole
1836

Con la caduta dell'impero romano d'occidente (fissata formalmente nel 476 d.c) e la diffusione del cristianesimo in Europa la ricerca filosofica e scientifica assunse caratteri diversi da quelli posseduti nell'età antica; in questo periodo storico, acquistò sempre più valore l'aspetto spirituale dell'esistenza.

Nei primi secoli il pensiero medioevale, coltivato quasi esclusivamente da uomini di Chiesa, si occupò soprattutto di problemi religiosi lasciando in secondo piano tutto ciò che non era spirituale.

L'analisi apparentemente semplice del rapporto tra la scienza e la fede in questi secoli assume invece un carattere estremamente complesso: sebbene si tenda ad associare il medioevo ad un periodo “buio” della storia europea e sebbene sia lecito considerarlo tale (almeno in ambito scientifico) non si può tuttavia pensare che il rapporto fede-scienza non abbia subito negli anni profonde mutazioni dovute alle situazioni storiche.

Amanuensi al lavoro: miniatura dai "Vangeli di Echternach"

Nei primi anni del medioevo l'Europa visse un periodo di grande instabilità politica; innanzi alla mancanza di un governo centrale e, tal volta, di confini ben definiti nacquero delle realtà che permettessero alla gente di sopravvivere: una di queste fu il monastero, il quale non costituiva solo un luogo di preghiera ma rappresentava un vero e proprio centro di sopravvivenza, munito di tutto ciò che fosse necessario alla sussistenza dei suoi abitanti. Fu in questo ambiente che per anni si conservò e si tramandò il sapere scientifico, grazie soprattutto al lavoro di copiatura e conservazione del sapere antico effettuato dai monaci amanuensi. 

Con la fondazione del sacro romano impero da parte di Carlo Magno la situazione politica e quindi sociale cambiò drasticamente. Per completare la sua opera di civilizzazione e cristianizzazione Carlo Magno diede grande impulso alla cultura ordinando di istituire scuole per tutti che insegnassero salterio, solfeggio, canto, calcolo ecclesiastico e grammatica; lo scopo era soprattutto religioso, ma venivano impartiti anche insegnamenti diversi.

La scienza prima dell' XI secolo:

La scienza in questo periodo non era ancora coltivata in se stessa, ma rientrava marginalmente nel filone del pensiero cristiano che tentava di spiegare e conciliare fede e rivelazione. Il maggiore filosofo dell’epoca carolingia fu Giovanni Scoto che interpretò la natura e il mondo come espressioni della volontà divina: Dio crea il mondo nello spazio e nel tempo ed è al tempo stesso il fine a cui il creato tende.

La scienza dall' XI al XIII secolo:

In seguito all'anno 1000 le città crebbero sempre più accrescendo il loro potere e, con loro, crebbe il potere della chiesa la quale istituì presso le cattedrali delle scuole che divennero in seguito le università. Sebbene la filosofia e la teologia costituissero ancora le materie di maggior interesse si affiancarono ad esse anche grammatica, retorica, dialettica e quadrivio che comprendeva aritmetica, geometria, astronomia, musica. Si sviluppò in questo ambiente il pensiero di grandi pensatori scientifici medioevali quali:

Teodorico di Chartres (morto nel 1156): presentò una visione meccanicistica del mondo secondo la quale Dio creò i quattro elementi (aria e fuoco che costituiscono il cielo e acqua e terra che costituiscono la terra) disponendoli in sfere concentriche; Il filosofo ipotizzo una composizione particellare della materia la quale seguiva le leggi meccaniche.

Adelardo di Bath: (1090-1160): si rifece a Platone affermando che il mondo rispecchia il mondo delle idee, ma per capire la sua varietà bisogna studiarlo scientificamente; non negò che Dio fosse la causa universale di tutti gli effetti, ma sostenne che solo la ragione può conoscere distintamente le singole cose.

La scienza dal XIII al XIV:

Intorno al XIII secolo il pensiero scientifico filosofico iniziò ad avvicinarsi alla concezione rinascimentale di scienza: iniziarono infatti ad essere discusse le distinzioni tra ciò che può essere percepito e verificato con i sensi e ciò a cui si deve credere per fede:

Bonaventura (1221-1274) sostenne infatti che la conoscenza viene dai sensi,tuttavia riconobbe che senza la ragione, che viene direttamente da Dio, l’anima non potrebbe usarla.

Ruggero Bacone
Università di Oxford

Ruggero Bacone: (1210- 1292 circa) che pur non essendo originale né un vero sperimentatore, sostenne l’importanza dell’esperienza; effettuò inoltre studi in campo astronomico che lo portò a discutere la posizione e l'estensione dei corpi celesti e ad affermare la sfericità della terra.

Importante scienziato fu anche Teodorico di Freiberg, vissuto fra il 1200 e il 1300, il quale si occupò di ottica: fu il primo a spiegare l'arcobaleno come fenomeno causato dalla rifrazione della luce.

La scienza dal XIV secolo alla rivoluzione scientifica:

a partire dal XIV secolo il pensiero scientifico iniziò ad assumere caratteristiche estremamente moderne, vennero infatti elaborate in questi anni quelle teorie e metodologie d'analisi dei fenomeni che porranno le basi alla rivoluzione scientifica del XVI secolo, inaugurata dall'opera copernicana “Le rivoluzioni degli astri celesti” (De revolutionibus orbium coelestium) (1543); si ritrova quindi nell'opera dei pensatori citati di seguito l'anticipazione di alcuni fenomeni e di alcune caratteristiche della natura che costituiranno l'oggetto della ricerca dei grandi pensatoti dell'età moderna.

Guglielmo di Ockham(1288–1349): sostenne che la conoscenza può essere solo empirica, ma non escluse la possibilità di un’intuizione dell’intelletto che apra la via ad una conoscenza, relativa, di ciò che non è sensibile o materiale. A lui si deve un’anticipazione del principio d’inerzia; egli disse infatti che affinché un corpo si muova non è necessario un motore portando come esempio il moto del proiettile, il quale continua anche dopo che esso viene lanciato. Egli propose anche un metodo denominato “il rasoio di Ockham” il quale anticipò il metodo della scienza moderna.

Giovanni Buridano (1290 circa –1358circa): fu seguace di Ockham; elaborò la teoria dell’impetus, secondo la quale lo slancio conferito ad un oggetto per metterlo in movimento rimane in esso come impetus che diminuisce perché sul corpo agisce la resistenza dell’aria.

In conclusione:

Sebbene il medioevo sia considerato un periodo di scarso interesse scientifico esso pose le basi per la scienza moderna e le opere dei pensatori medioevali, la laboriosità dei monaci amanuensi e gli scambi culturali con l'oriente riaccesero nel tempo quel desiderio di conoscenza che la fine dell'età antica sembrava aver allontanato dall'Europa.

Naturalmente nel resto del mondo lo sviluppo delle scienze e del sapere seguì percorsi diversi; Il video di seguito mostra lo sviluppo delle scienze mediche nel mondo arabo negli anni del medioevo e, sebbene questo costituisca solo un piccolo assaggio della scienza nel mondo arabo del tempo, sarà possibile comprendere tramite la visione del filmato come, negli stessi anni, il sapere in quelle terre abbia seguito percorsi diversi a causa delle diverse situazioni politiche e sociali di quei territori.

I protagonisti della Scienza

Talete di Mileto (624 a.c.-546 a.c)

Comunemente considerato il primo filosofo della storia occidentale.

Roger Bacon (Ruggero Bacone, 1214 circa – 1294)

Matematico medievale noto principalmente per i suoi studi sull'ottica e sull'astronomia che lo portarono a discutere la posizione e l'estensione dei corpi celesti e ad affermare la sfericità della terra.

Mikołaj Kopernik (Niccolò Copernico, 1473 – 1543)

Fu il padre della rivoluzione astronomica; divenuto famoso per aver dimostrato matematicamente la teoria eliocentrica (la quale era tuttavia già nota nel mondo antico).

Isaac Newton (1642 – 1727)

Noto per il suo contributo allo sviluppo dell'analisi matematica e, soprattutto, della meccanica classica.

Gottfried Wilhelm von Leibniz ( 1646 – 1716)

“Rivale” di Newton, noto per il suo contributo nello sviluppo dell'analisi matematica, del concetto di derivata, integrale e calcolo infinitesimale.

Nikola Tesla in serbo Никола Тесла (1856 – 1943)

Scienziato geniale conosciuto soprattutto per i suoi contributi nel campo dell'elettromagnetismo; i suoi brevetti pongono le basi al moderno sistema di distribuzione e produzione elettrica a corrente alternata, compresa la distribuzione elettrica polifase e i motori a corrente alternata.

Albert Einstein (1879 – 1955)

Noto per aver mutato radicalmente il modello istituzionale di interpretazione del mondo fisico con scoperte e teorie innovative quali la dimostrazione della teoria dei quanti di Planck tramite l'effetto fotoelettrico dei metalli (valsagli il premio nobel per la Fisica nel 1921) e la teoria della relatività.