LA SCIENZA NELLA GRECIA CLASSICA ED ELLENISTICA
6. Le origini: gli Ionici (sec. VII-primi del sec. V a. C.). — Mentre la civiltà etrusca irrompeva nel mondo romano (secc. VIII-VI a. C.), nasceva la prima scienza greca.
Nasceva, non già nella Grecia peninsulare, ma nelle contrade del mondo ellenico più vicine alle influenze orientali, fra i Greci delle colonie d’Asia Minore, la parte del mondo greco allora più evoluta, economicamente e culturalmente. Ma la differenza tra la scienza orientale e la scienza degli scienziati-filosofi greci di questo tempo consiste in ciò: la prima ha caratteri troppo empirici e, insieme, troppo superstiziosi; raccoglie osservazioni, abbondanti, ma slegate, e se ne serve per erigervi sopra un mondo di misticismi e di superstizioni; la scienza greca, invece, si affretta a ricavare dai fenomeni osservati, e per via del ragionamento, una concezione della vita e del mondo, affatto indipendente dalle antiche rivelazioni religiose. Ciò che manca a questa scienza, e la fa, talora, precipitare nella vana imaginazione, è l’abito, lo scrupolo di provare e riprovare le leggi che essa formula, le sue ipotesi. Essa però, molte volte, ha coscienza che di ipotesi provvisorie veramente si tratta, non di sicure dottrine scientifiche.
Gli scienziati-filosofi dei secoli VII e VI e dei primi lustri del sec. V a C. sono Talete di Mileto, Anassimandro di Mileto, Anassimene di Mileto, Eraclito di Efeso, Pitagora di Samo, Senofane di Colofone, Parmenide di Elea:[12] tutti, come si vede, salvo uno (Parmenide) originari delle colonie greco-asiatiche.
A). La scuola ionica. — Talete (secc. VII-VI a. C.) fu matematico e astronomo. Gli antichi lo celebravano per aver egli predetto un’eclissi totale di sole (probabilmente quella del 19 maggio 557 a. C.).[13] Ma tale predizione, noi sappiamo, non era punto una novità presso gli Orientali (cfr. § 3). Che il mondo degli astri si reggesse secondo leggi immutabili era un luogo comune della scienza egizia e caldea, e Talete, educato a questa scuola, non fece che ripeterlo tra Greci. Riuscì anche (ci raccontano gli antichi) a misurare l’altezza degli oggetti inaccessibili, paragonandone l’ombra con quella di un altro oggetto piccolo, accessibile e misurabile, ossia osservando che la lunghezza dell’ombra dell’uno sta alla lunghezza dell’ombra dell’altro come l’altezza del primo, all’altezza del secondo.[14] Conobbe le proprietà elettriche dell’ambra, che, stropicciata, attrae i corpi leggeri, e quelle magnetiche della calamita. Ma tutte queste sono osservazioni slegate.
Più importante è la parte che Talete ebbe in un altro ordine di problemi.
Quale l’origine del mondo? Quale l’origine della vita? Ecco le due domande che si poneva (e a cui rispondeva) il racconto (il mito) religioso del tempo. Talete vi risponde, prescindendo completamente da questo. Risponde che l’elemento originario e fondamentale del mondo e della vita è l’acqua: l’acqua, che nutrisce le piante e gli animali, che sviluppa calore, che compone i semi vegetali e animali. Il mondo, dunque, sarebbe nato dall’acqua, ossia tutti gli elementi della vita si sarebbero svolti da una fase primitiva in cui tutto era acqua. Si trattava di una ipotesi fondata sur un’osservazione superficiale e non suffragata di prove.[15] Ma cotale ipotesi si sforzava di assegnare all’origine del mondo un processo naturale, differente da quello inculcato dalla religione del tempo, e, sebbene per caso, essa coincideva con una delle dottrine scientifiche, oggi più diffuse sulla origine della vita.
Anassimandro sostituisce all’acqua qualcosa di meno materiale: un che d’«indefinito», di «indistinto», da cui sarebbero derivati la terra (al centro dell’universo), l’acqua e l’aria (quest’ultima in una cerchia più esterna rispetto all’acqua), e poi il fuoco, là dove brillano le stelle. Sono questi i quattro elementi, che saranno ritenuti semplici e primordiali sino alle scoperte della chimica moderna. Siamo, anche questa volta, di fronte a una spiegazione ipotetica dell’origine del mondo, suscitata da osservazioni frettolose della realtà, non cimentate ad alcuna prova. Ma anche questa spiegazione è indipendente da quella degli antichi miti religiosi, e vuol ritrovare la ragione del mondo nel mondo medesimo, non fuori di esso.
Anassimandro si propose anche il problema della origine dell’uomo. Egli immagina che l’uomo sia nato in un periodo in cui il nostro pianeta non era completamente solidificato, e giaceva ancora in uno stato semiliquido. La specie umana sarebbe perciò stata in origine una specie acquatica, i cui germi avrebbero dapprima galleggiato sull’acqua, e poi si sarebbero dischiusi sulla terra. Più tardi, nelle nuove condizioni, di vita, essi avrebbero assunto vera forma umana.
V’è in questa concezione taluno degli elementi della moderna teoria del trasformismo, o evoluzionismo, vegetale e animale (cfr. § 40 A): in primo, quello dell’adattamento della specie alle condizioni dell’ambiente e la sua conseguente trasformazione. Ma non v’è il concetto fondamentale di quella dottrina: la derivazione delle forme, vegetali o animali, superiori dalle inferiori. D’altra parte, Anassimandro si propose solo il problema dell’origine dell’uomo, non quello, in genere, della origine delle varie specie animali e vegetali. Ond’è che, se a proposito di Anassimandro, di trasformismo volesse parlarsi, dovrebbe dirsi più propriamente che non è la sua teorica sull’origine dell’uomo, ma è la sua teoria cosmica dell’indistinto (donde sarebbero derivati i distinti elementi del mondo) quella che precorre la teoria dell’evoluzione, almeno secondo la formuleranno il filosofo inglese Erberto Spencer e l’italiano Roberto Ardigò nella seconda metà del sec. XIX.
Anassimandro ebbe anche delle vedute originali in astronomia. Per lui la Terra ha forma di disco circolare piatto; ma può reggersi nello spazio perchè egualmente distante da tutti gli altri punti; onde non v’è ragione che abbia ad accostarsi ad alcuno di essi. Può leggersi qui un’anticipazione, sia pur grossolana, della gravitazione universale?
Anassimene (588-524?), più giovane di Talete e di Anassimandro, torna a Talete, e pensa che principio delle cose sia uno solo degli elementi della materia. Non però l’acqua, ma l’aria, che si stende all’infinito, e sarebbe, nella sua essenza, qualcosa di identico all’anima umana. Da essa, per via di condensazione e di rarefazione, ossia, attraverso modi diversi di aggregazione delle varie particelle, avrebbero avuto origine tutte le sostanze nei loro varii stati, solido, liquido, aeriforme. Egli stesso si propose, in modo più preciso, il problema dell’origine della vita organica, ossia delle piante e degli animali, e per primo formulò l’idea che tanta fortuna avrà talora, più tardi, e che anche oggi, sotto certe condizioni, la scienza torna ad ammettere: l’idea della generazione spontanea (ossia non da germi preesistenti) delle piante e degli animali, sotto l’influenza che il calore solare avrebbe esercitata sul primitivo fango terrestre.[16]
Per Eraclito di Efeso (vissuto intorno al 500 a. C.), principio universale è, non più l’aria o l’acqua, ma il terzo elemento, il fuoco, ossia il calore, che determina lo sviluppo della vita dell’universo. Ma questa è la parte meno interessante della sua dottrina. Il concetto più geniale è quest’altro: che tutte le cose della natura non giacciono in una condizione di stabilità, ma ondeggiano in un fluttuare perenne. Nulla sta, ma tutto si muove e trapassa eternamente in forme diverse. È questo, il principio cardinale della citata, moderna dottrina della evoluzione!
I quattro filosofi-scienziati, che abbiamo sopra ricordati, questi quattro primi «fisici» greci, come li denominò taluno degli antichi, appartengono tutti a un comune ambiente di coltura. Come accennammo, essi sono discepoli di quella scienza detta ionica, fiorita presso un gruppo di colonie greche sulle rive dell’Asia Minore, e fondate specialmente da quegli Elleni che si dissero di stirpe ionica, e che dal loro nome chiamarono Ionia tutto il Paese occupato.
Presso questi pensatori noi non troviamo una distinta separazione di studii scientifici; essi sono un po’ di tutto: matematici, astronomi, chimici, fisici, botanici ecc. Non troviamo, neanche, dietro le loro speculazioni, un rigoroso procedere scientifico. Pure v’ha, di certo, nell’opera loro, non solo, come siamo andati rilevando, lo sforzo di affrancare il concetto del mondo, della sua esistenza, delle sue leggi, da qualsiasi ingerenza della divinità, ma altresì l’affermazione di talune intuizioni scientifiche, fondate sull’osservazione — per quanto scarsa e superficiale —, che rimarranno per secoli al fondo della scienza umana.
La più tenace fra essi è la dottrina dei quattro elementi semplici (acqua, aria, fuoco, terra), da uno o più dei quali, e dalle cui combinazioni e trasformazioni sarebbe nato l’universo, si sarebbe generata la vita. Questa dottrina, attraverso variazioni e oscillazioni, permane, come radicata, da Talete ad Eraclito. Ed essa travalicherà la scienza greca, e persisterà sino al fondatore della chimica moderna: il Lavoisier (cfr. §§ 31 B).
B). Pitagora. — Maggiore importanza dei precedenti ha Pitagora di Samo (seconda metà del sec. VI), nato anch’egli e vissuto, nei suoi giovani anni, in patria, ma che più tardi si recò nella Magna Grecia, e quivi, a Crotone, fondò una scuola, che, tramandata per molte generazioni, doveva essere una delle più gloriose dell’antichità e congiungere la coltura greco-orientale con quella dell’Occidente colonizzato dai Greci. Pitagora imprende a coltivare quella disciplina, che più scarsamente i filosofi ionici avevano studiata: la matematica, e che, per avere, meno delle altre, bisogno di esperienze e di strumenti scientifici, poteva più rapidamente e più sicuramente progredire. Pitagora è il ritrovatore di molte leggi matematiche, riguardanti i numeri e le proporzioni; è, anzi, il creatore della aritmetica e della geometria greca. Egli distinse i numeri pari dai dispari, e ne dedusse parecchi teoremi: 1) le successive addizioni di numeri dispari danno, come resultato, i quadrati delle serie pari e dispari;[17] 2) la somma di numeri pari dà, come resultato, cifre che sono il prodotto di numeri successivi diversi solo di un’unità.[18] In geometria, risolse il famoso «teorema di Pitagora»: «in un triangolo rettangolo il quadrato della ipotenusa (il lato opposto all’angolo retto) è equivalente alla somma dei quadrati degli altri due lati (cateti)», e quest’altro: «Trasformare un poligono nel quadrato equivalente».[19]
Pitagora fu astronomo, non meno grande che matematico. Primo insegnò che la terra è di forma sferica, affermando così una delle fondamentali dottrine moderne e dominando, come vedremo, tutta l’astronomia antica. Egli ignora il movimento di rotazione terrestre, ma assegna alla terra un movimento di rivoluzione, non però intorno al sole, bensì intorno a un fuoco centrale, collocato nel mezzo dell’universo, che illuminerebbe anche il sole. Questo movimento di rivoluzione si compirebbe in 24 ore da ovest a est e, con la Terra, girerebbero, in una stessa sfera, i pianeti, il sole, la luna.
Pitagora fu anche fisico, e ci tramandò le prime leggi dell’acustica. In base ad esperienze sopra i suoni, resi da un bicchiere, più o meno pieno d’acqua, egli determinò quali lunghezze deve avere una corda perchè sia capace di rendere le differenti note della scala inimicale, e con quali pesi debba tendersi una corda perchè, a parità di lunghezza, renda ugualmente i suoni di codeste note.
Egli giungeva così al concetto, scientificamente esatto, che il suono è prodotto dalle vibrazioni, determinate nella massa dell’aria, dall’urto dei corpi sonori, e che la varietà dei suoni dipende dalla varietà delle onde sonore e dalla massa del corpo vibrante.
Studî analoghi egli fece anche sui suoni resi dai tubi, e dimostrò l’analogia, che esiste, fra questi suoni e quelli emessi da corde vibranti.
Ci troviamo, dunque, con Pitagora di fronte a una scuola di scienza sperimentale. Egli stesso affermava che nell’universo esiste un ordine, un’armonia costante, e che «i numeri sono i principii di tutte le cose», ossia che tutto è retto da leggi immutabili e che in ogni fenomeno esiste una regolarità, una legge, che può esprimersi mediante numeri o rapporti fissi delle grandezze che vi figurano.
C). La scuola eleatica. — Altri studiosi greci, venuti, nel VI sec. a. C., dalle colonie greco-asiatiche dell’Asia Minore in Italia, nella Magna Grecia, ma non già nell’ambiente dove fiorivano Pitagora e i Pitagorici, sibbene assai lungi da loro, in Elea (la Velia romana), sulla costa tirrenica, fondarono una scuola, che si disse eleatica, e che ha grande importanza per le origini della scienza. Di Senofane di Colofone (560-460 a. C.), del quale è nota la critica acerba alla religione antropomorfica greca, e la credenza in un Dio, spirituale ed eterno, che farebbe tutt’uno col mondo (panteismo), si ricordano altresì gl’inizi di quella critica della umana conoscenza, che dovrà affaticare tanta parte della filosofia e della scienza moderna. Egli sosteneva che le nostre conoscenze sono limitate, relative, soggettive, e che la realtà vera noi non siamo mai in grado di conoscerla. Ma, come scienziato, Senofane si ricollega a Talete, ad Anassimandro, ad Anassimene. A Talete, in quanto pensa che gli avanzi fossili di animali, che primo riconobbe, comprovano che l’acqua, il mare, è l’elemento da cui uscì la terra e la vita; ad Anassimandro, in quanto anch’egli ribadisce il concetto che l’uomo derivi dal pesce e che la sua prima apparizione si collochi nello stadio originario, tra fluido, e solido, del nostro pianeta; ad Anassimene, in quanto egli torna ad ammettere la generazione spontanea: il sole, riscaldando la terra, ne avrebbe fatto produrre piante e animali.
Opinioni analoghe seguì e sviluppò il suo discepolo Parmenide di Elea. Ma questi poneva altresì un’altra teoria, base della chimica moderna: che cioè la materia è perenne, indistruttibile, e non avrebbe potuto originarsi se essa non fosse mai esistita, come non può mai svanire. La scienza moderna, formulerà la identica legge allorchè sentenzierà: «Nulla si perde e nulla si crea!»
7. Dalle guerre persiane alla fine del V secolo a. C. — Nell’età delle Guerre persiane, ossia nei primi decenni del V sec. a. C., e nell’età successiva, che suol dirsi di Pericle — dal massimo uomo politico ateniese che domina la scena della vita greca —, e che si stende all’incirca fino all’ultimo quarto dello stesso secolo, il centro della coltura greca si sposta man mano dall’Asia Minore e dalla Magna Grecia alla Grecia peninsulare e insulare. L’invasione e la devastazione persiana, in Ionia, hanno provocato la decadenza di queste città e la fuga della parte più agiata e più eletta dei loro abitanti. Le persecuzioni delle democrazie greche della Magna Grecia contro i Pitagorici, che quivi si erano organizzati in partito politico aristocratico, ne ha provocato l’esilio e la dispersione. Intanto Atene è divenuta il cervello, politico ed economico, del mondo greco, e quivi perciò convengono pitagorici, ionici, eleatici a professarvi e a diffondervi le loro dottrine.
A). Astronomia e matematica. — Le scuole astronomiche e matematiche, fondate da Pitagora e da Talete, continuano, nella prima metà del secolo, a fiorire in Italia (Magna Grecia) e nella Ionia. Un discepolo di Pitagora — Filolao — vissuto all’incirca un secolo dopo il Maestro (metà del sec. V a. C.), concepisce per la prima volta, sebbene in modo assai confuso, il movimento di rotazione della Terra intorno al proprio asse. Non a torto quindi il sommo Copernico (sec. XVI), nella sua opera classica Le rivoluzioni delle sfere celesti, lo considererà come uno dei suoi precursori. Da Filolao l’idea della rotazione della Terra passò agli altri pitagorici del sec. VI (Iceta, Eraclito, Eefanto).
Ma sia questo come l’altro fondamentale concetto dell’astronomia pitagorica della sfericità della Terra, e del suo movimento di rivoluzione, non travalicano la coltura greca dell’Occidente. Altrove la Terra è sempre concepita come un disco piatto, tenuto in sospeso dall’aria. Ma Anassagora di Clazomene (metà del sec. V), che soggiornerà e professerà lungamente in Atene,[20] insegnerà che il sole è una massa incandescente più grande del Peloponneso, e che la luna riceve luce dal sole, e ha anch’essa, come la Terra, e monti e valli... Un suo contemporaneo, di lui poco più giovane, un dimenticato discepolo di Talete e sommo matematico — Enopide di Chio (intorno al 460 a. C.) — calcola l’anno solare in 365 giorni, 8 ore e 57 minuti,[21] e compila un calendario relativo. Con maggior precisione l’ateniese Metone calcolerà, nel 432 a. C., che 19 anni solari sono eguali a 235 mesi lunari, commettendo il solo errore di appena mezz’ora (30m, 9s).
Questi progressi in astronomia dipendono dai progressi delle matematiche greche. Matematici sono infatti, Enopide e Metone. E il discepolo di Enopide — Ippocrate di Chio (fiorito intorno al 450 a. C.), che professò l’insegnamento in Atene —, oltre ad occuparsi di parecchi problemi matematici, tra cui della famosa quadratura del circolo, dettò il primo libro scolastico di geometria: Elementi di geometria. In esso egli introdusse per primo l’uso di indicare con lettere dell’alfabeto i punti principali delle figure a fine di agevolare le dimostrazioni, e in ogni sua parte si rivelò uno dei più grandi geometri dell’antichità.
B). Medicina. — Fuori di Atene fiorisce rigogliosa la scienza medica. Essa aveva avuto origine nei templi sacri al dio della Salute, Esculapio. Intorno a questi templi, come intorno a cliniche popolose, sorsero numerose scuole mediche, con carattere decisamente scientifico.
Le più importanti furono quelle di Crotone (nella Magna Grecia) e di Cnido (in Asia Minore) e di Cos (una delle Sporadi meridionali), dove appunto erano due famosi templi sacri ad Esculapio. In queste scuole si impartivano lezioni scientifiche, e si facevano studii clinici e pratiche chirurgiche; da esse uscirono medici famosi, i quali, alla Corte dei re di Persia, presero il posto dei medici caldei ed egiziani; da esse provenne una notevole letteratura scientifica medica. In questa letteratura è scomparso il concetto primitivo che le malattie si debbano a cause soprannaturali, e che, per guarirle, occorra invocare e placare gli dèi. I nuovi scienziati pensano che «ogni malattia ha una causa naturale, e senza causa naturale nulla può accadere» (Ippocrate).
Alla metà del sec. V, il medico Alcmeone di Crotone, un pitagorico, insegnava che il cervello è la sede dell’umano pensiero: scoperta, che doveva superare infinite difficoltà prima di diventare di dominio comune. Nella scuola di Cnido la medicina era profondamente specializzata: essa ammetteva innumeri malattie e, per ciascuna, uno specifico. Ma il principe dei medici e della scienza medica del tempo è Ippocrate di Cos (460-380 circa a. C.), da non confondere col matematico suo omonimo, uno, appunto, dei più grandi maestri la cui scienza dominerà tutto l’evo antico.
Ippocrate si oppone alla scuola di Cnido, in quanto egli è sopra tutto un’igienista. Per lui la sanità si fonda sulla equilibrata mescolanza dei quattro umori contenuti nel corpo umano: bile gialla, bile nera, sangue, pituita. La malattia è una perturbazione di questa combinazione, e la scienza medica può solo aiutare, non creare, il processo naturale, tendente a ristabilirne l’equilibrio. Onde, assai più importante del curare i mali, è prevenirli con norme igieniche.
Ad Ippocrate si attribuiscono numerosissime opere: ben 53 volumi; ma i più di questi appartengono, non al maestro, ma alla sua scuola, e risalgono alla seconda metà del sec. V a. C.
Pur troppo, i pregiudizi religiosi non permettevano ancora il sezionamento del cadavere, e, quindi, impedivano i progressi dell’anatomia, base della scienza medica. Però si facevano notevoli operazioni chirurgiche, ma non amputazioni, ignorandosi il modo di legare le arterie e di arrestare le grandi emorragie.
C). Fisico-chimica; scienze naturali. — Frattanto proseguiva in Grecia l’attivo speculare di filosofi e di scienziati sui problemi, che primi gli ionici avevano posti, a fine di giungere a una spiegazione dell’origine, della formazione, delle trasformazioni, dell’universo.
Empedocle di Agrigento — un greco di Sicilia — (484-?? a. C.), da un lato approfondisce le dottrine di Parmenide sulla indistruttibilità della materia; dall’altro, ripiglia quelle di Anassimandro sui quattro elementi primordiali: acqua, aria, terra, fuoco. Ma per lui (ecco la novità che lo distingue dai Ionici!) i quattro elementi sarebbero originari e intrasformabili, irreducibili dall’uno all’altro, e mossi, non già da una forza loro interiore, ma da agenti esterni: un fluido positivo e uno negativo, l’amore e l’odio. Attraendosi o respingendosi, determinerebbero la formazione della materia. Questa, la sua teoria della natura.
Empedocle stesso tornò a proporsi il problema della vita organica. Anch’egli, come Anassimene, è un credente nella generazione spontanea. Ma egli non imagina che le forme superiori siano nate contemporaneamente alle inferiori; le piante, insieme con gli animali. Secondo Empedocle, nacquero prima le piante; poi, dal terreno, alcune parti degli animali, le quali, attratte dall’Amore, che domina il mondo, si organarono fra loro. Di tali organismi sopravvissero quelli adatti alla vita; scomparvero quelli inadatti. Eccoci dunque, in presenza della teorica della «sopravvivenza dei più adulti», ch’è uno dei concetti fondamentali dell’evoluzionismo nella forma, che assumerà nelle opere di Carlo Darwin, nel sec. XIX (cfr. § 40 A).
Empedocle stesso fu autore di una teorica fisica — di una dottrina della visione —, che persisterà attraverso la scienza greca fino all’età moderna: che, cioè, noi vediamo perchè il nostro occhio lancia dei raggi visivi a percepire l’imagine degli oggetti.
D). Democrito di Abdera (460-370). — Ma eccoci venuti faccia a faccia col più grande scienziato greco, con cui si chiude il V sec. a. C.: Democrito di Abdera (in Tracia) (460-370 circa). Democrito si occupò di tutte le scienze: matematica, astronomia, medicina, fisica ecc., e fu, con Aristotele (cfr. § 8 C), il massimo, forse, fra gli scienziati dell’antichità greca, ossia di tutta l’antichità.
La parte più notevole delle sue dottrine è quella che oggi diremmo fisico-chimica. Per Democrito, non esistono gli elementi semplici, primordiali, di genere diverso, o (secondo affermava Empedocle) irreducibili fra loro, che esistevano pei primi pensatori greci; per lui, non v’ha che un’unica materia e lo spazio vuoto. Questa materia — la materia — è formata di atomi, particelle estremamente piccole, qualitativamente identiche, ma diverse per forma, misura, peso. Gli atomi precipitano nello spazio vuoto, ma con rapidità diversa, come diverso è il loro peso, e si raggruppano dando luogo ai vari corpi. Il peso e la durezza dei corpi sono determinati dalla varia grandezza e dal vario addensamento degli atomi; il colore e il gusto sono dati dalla diversa impressione che, gli atomi, a seconda la grandezza e la forma, esercitano sui nostri sensi. Anche l’anima umana è formata di atomi, il cui movimento genera il pensiero.
V’ha, quindi, secondo Democrito, una continuità perfetta tra il mondo fisico e il mondo spirituale. Un atomo, urtato da un altro, aquista una certa oscillazione che comunica a tutti gli atomi vicini. Così, ad esempio, un oggetto sonoro comunica il suo moto all’aria, e dall’aria giunge all’orecchio, ove produce una vibrazione atomica. Questa vibrazione, comunicandosi agli atomi dell’anima, determina le sensazioni, che persistono anche quando il primo stimolo è venuto meno.
Così i moti e i fenomeni della vita materiale e spirituale avvengono tutti per attività propria ed esclusiva della materia. Democrito è, quindi, il fondatore del materialismo filosofico, che non contrappone spirito a materia, ma li considera come un’entità unica, e concepisce la materia non già inerte, ma come animata da una energia interiore, e l’energia (lo spirito), come formata dagli stessi elementi della materia.
Com’è evidente, la teoria atomica di Democrito è piena di una grande originalità. Ma, se ben si guarda, anch’essa procede per insensibile gradazione dall’altra dei quattro corpi semplici. Uno degli scienziati ionici, sostentori di quest’ultima, Anassimene, vedemmo (cfr. § 6 A), avea insegnato che i corpi sarebbero prodotti dal diverso condensarsi di un’unica materia semplice — l’aria —, ossia attraverso modi diversi di aggregazione delle sue particelle. Da questa concezione alla teoria atomica il passo è breve, e le due scuole, che si contenderanno accanitamente il dominio della fisica e della chimica — quella degli elementi semplici, irreduttibili fra loro, e quella atomica che concepisce la materia come tutta formata di infinitesimi elementi fra loro omogenei — sarebbero (come tante volte è avvenuto nella storia della scienza) l’una una filiazione dell’altra.
Come che sia di ciò, la dottrina atomica di Democrito rimase solitaria nel mondo antico. Dalla oscurità e dal silenzio la trarranno, a larghissimi intervalli di tempo, Epicuro, in Grecia, Lucrezio, in Roma. Ma la scienza chimica moderna, dal Rinascimento a oggi, non sarà che una lotta per il trionfo della dottrina democritèa, e questa è oggi finalmente riuscita a provare la sua sostanziale verità.
Fu Democrito, oltre che un filosofo della fisico-chimica, uno «studioso della natura», «che ne investigò tutti i dominii», uno scienziato, che ci lasciò scritti di vera e propria chimica, nonchè di zoologia e di botanica, secondo precisamente ci diranno gli antichi alchimisti? È possibilissimo; ma nulla, pur troppo, ci è rimasto dell’opera sua. Fu però, certamente, geometra insigne, nonchè astronomo, e pur senza telescopio o spettroscopio, intravide che nello spazio esistono innumeri sistemi solari, alcuni in formazione, altri in dissoluzione; alcuni, abitati da esseri viventi, altri, privi di vita. E in ottica egli fu il fondatore di una teorica della visione, che nell’antichità si contrappose all’altra, assolutamente errata, di Empedocle (§ 7 C) e poi ripresa dal Platonici. Per Democrito, noi vedremmo gli oggetti, non perchè l’occhio emani raggi visivi, ma perchè delle particelle degli oggetti sono proiettate sulla nostra pupilla.
8. La scienza nel IV secolo a C.: A). Platone (429-348). — La biografia del sommo Platone, uno dei pensatori, che più vasta influenza eserciteranno sul pensiero antico e moderno, sta a cavaliere fra il V e il IV secolo a. C., in un’età nella quale, se, in conseguenza della catastrofe della Guerra del Peloponneso (431-404 a. C.), la potenza politica ed economica di Atene declina, la città conserva sempre l’antica superiorità intellettuale e culturale. Ma l’insegnamento di Platone appartiene alla prima metà del IV sec. a. C., ossia al periodo successivo alla morte del maestro di lui, Socrate (399), e al ritorno di Platone dai suoi numerosi viaggi, forse in Egitto, certo nella Magna Grecia, dove fiorivano ancora i Pitagorici. La sua scuola ebbe sede in Atene, nei giardini di Academo, e da ciò essa prese il nome antonomastico di Academia.
Il contributo di Platone alle scienze vere e proprie è (con un’unica eccezione, la matematica) quasi nullo. A ciò lo conduceva fatalmente la sua filosofia. Per essa, la verità, la realtà non risiedono nel mondo sensibile, ma in un mondo ultrasensibile, il mondo delle forme astrattive — delle idee, come Platone le denomina —, ossia delle forme perfette, degli schemi ideali, di cui ogni oggetto terreno non è che una cattiva copia. Il mondo dei fenomeni sensibili non era quindi degno della sua attenzione, e Platone non si piegò ad occuparsene che negli ultimi anni, sotto l’influenza dei Pitagorici. La sua concezione del mondo è infatti esposta nel suo tardo dialogo — il Timeo —; ma anche quivi, sebbene egli mescoli le teorie dei primi ionici a quelle dei Pitagorici, è ben difficile ritrovare qualcosa di più di un’imaginazione poetica.
Invece la matematica, specie la geometria, è la scienza delle forme perfette, e perciò Platone la ritenne indispensabile a chiunque voglia studiare filosofia — la disciplina a lui principalmente cara —, anzi indispensabile alla educazione e alla formazione della mente umana.
Principale suo merito fu di aver trasformata la logica dei primi geometri, fondata sulla intuizione, in un metodo rigoroso, e perciò di avere curato l’esattezza delle definizioni dei termini geometrici (punto, linea, superficie ecc.), quali noi più tardi ritroveremo in Euclide (§ 9 D). Altro suo merito fu di avere introdotto in geometria — o, piuttosto, di avere severamente e completamente perfezionato — il metodo analitico delle dimostrazioni geometriche.[22]
Platone si occupò anche della risoluzione di qualcuno dei più interessanti problemi geometrici, sui quali indagavano i suoi contemporanei, e diede vigoroso impulso allo studio dei corpi solidi, fino allora negletto.
L’astronomo vale in Platone assai meno del matematico; anzi, per lui, l’astronomia aveva valore scientifico solo in quanto si legava alla geometria.
Egli crede ancora che la Terra stia al centro del sistema solare, e che i corpi celesti ruotino intorno ad essa. Distingue però i moti dei pianeti Venere e Mercurio da quelli, più lenti, degli altri pianeti; e riconosce che la luna splende di luce solare riflessa. Solo, in età tarda, grazie alle relazioni intellettuali coi Pitagorici, egli finì (secondo sembra) con l’ammettere la rotazione della Terra e, forse, altresì, a concepire il dubbio che non questa, ma un qualche altro corpo celeste più eletto sia collocato al centro dell’universo.
Il contributo di Platone alle scienze fisiche e chimiche è, dicevamo, nullo. La sua teoria sulla visione è quella di Empedocle (§ 7 C). Come si vede, dunque, il sommo Platone, la cui filosofia dominerà e travalicherà i secoli, fu, nei riguardi delle scienze, salvo in matematica, assai inferiore a molti suoi contemporanei, sovra tutto al grande Democrito, assai meno noto di lui, e inferiore, certamente, al grande filosofo che immediatamente gli segue: Aristotele. La sua filosofia, anzi, è carica di uno spirito antiscientifico. Tuttavia, come vedremo, allorchè, in sulla fine del Medio Evo, le scienze si saranno impantanate, senza più riuscire a districarsene, nell’aristotelismo, la filosofia platonica avrà gran parte nelle fortune della loro rinascita (cfr. § 18).
B). Astronomia; medicina. — Nell’età successiva a Platone, i discepoli di Pitagora e di Democrito giungevano ai resultati più interessanti in astronomia e in fisica.
I Pitagorici continuavano a sviluppare la teoria della sfericità della terra e a organizzare intorno ad essa tutta la geografia astronomica. Se tra la scienza astronomica dei Pitagorici il concetto della rotazione della terra era ormai invalso largamente, Eraclide di Eraclea, discepolo di Platone, passava ad ammettere che i pianeti Mercurio e Venere si muovano intorno al sole. Egli faceva, così, un nuovo passo verso quella concezione moderna del sistema solare; che noi diciamo eliocentrica[23] o copernicana. Ma i più rimanevano fermi al sistema, che le apparenze sembravano inculcare: che, cioè, la Terra sia immota e che i corpi celesti ruotino intorno ad essa, su sfere concentriche (ben 27!), pur avendo, ciascuno, un movimento suo proprio, oltre a una rotazione giornaliera intorno alla Terra. L’ideatore di questo sistema, che precorre quello tolomaico, e nel quale la scienza astronomica finirà con adagiarsi sino al sec. XVI, fu uno dei più grandi matematici del tempo Eudosso di Cnido (408-355).
Nel campo delle scienze naturali, continua a fiorire la medicina, rigogliosa nelle due scuole, di Cos e di Cnido. Pur troppo, la scuola di Cos rimase dommaticamente attaccata alla dottrina del maestro Ippocrate, e l’una e l’altra continuarono ad astenersi dal sezionamento del cadavere umano, ossia ad inibirsi le più elementari conoscenze anatomiche.
Ma come il sec. V aveva avuto una mente enciclopedica — Democrito —, così l’uomo che, nella seconda metà del IV secolo, riassume tutto il pensiero scientifico dell’età sua è Aristotele.
C). Aristotele (384-322). — Aristotele di Stagira (in Calcidica) era figlio di uno dei medici della Corte del re di Macedonia, Filippo II, e fu medico egli stesso. Più tardi ascoltò in Atene le lezioni di Platone e, più tardi ancora, dopo il 335 a. C., insegnò colà, come il Maestro suo, nella scuola che egli stesso aperse in città, nel Ginnasio[24] del Liceo.
Aristotele fu, al pari di Platone, filosofo, letterato, scienziato in ogni genere di scienze; ma, laddove Platone si dimostrò filosofo più che grande che scienziato, Aristotele fu tanto grande scienziato quanto grande filosofo.
Aristotele può dirsi il primo filosofo realista nella storia del pensiero umano. Per lui, tutto il sapere deriva dalla esperienza. Questa, dunque, bisogna interrogare, per via dell’osservazione, innanzi di formulare delle teorie. Solo più tardi dai principî generali così stabiliti sarà possibile dedurre nuove verità.
Egli non soggiungeva se occorresse provare sperimentalmente anche questa seconda serie di verità. Ma i generali criterii scientifici di Aristotele sono di tal natura, da autorizzarci a questo completamento del suo pensiero e da permettere che lo si ritenga (nella teoria, se non nella pratica) veramente precursore dei metodi della scienza moderna.
Aristotele lasciò scritti d’ogni genere — di zoologia, anatomia, fisiologia, fisica, astronomia ecc. —, ma certo egli non fu in tutto egualmente grande. La sua matematica (specie la geometria) contiene talune delle definizioni più difficili; in un’opera perduta di meccanica, osò per il primo applicare la geometria alla fisica. Ma la sua astronomia[25] è priva di originalità, e segna un regresso rispetto alla astronomia dei Pitagorici. Egli ammette la sfericità della luna, desumendone la dimostrazione dagli aspetti della luna nelle sue fasi, che sono precisamente gli aspetti che assumerebbe un corpo sferico di cui una sola metà sia illuminata. Ma questo concetto e questa dimostrazione non erano nuovi. Dalla sfericità della luna Aristotele deduce quella degli altri pianeti, giungendo a una conclusione esatta attraverso un ragionamento audacissimo, anzi errato. La sua dimostrazione della sfericità della Terra, che egli ammette, è fondata su taluni degli stessi argomenti che noi oggi adottiamo. Per contro, egli non crede alla possibilità del movimento di rivoluzione della Terra, e al sistema eliocentrico preferisce la teoria delle sfere di Eudosso, che, d’altra parte, egli complica con pregiudizi ed errori. Peggio ancora, le stelle sono per lui corpi animati: concetto che ricavava dalla religione greca.
Superiore è la fisica aristotelica.[26] Essa però non condivide la teoria atomica di Democrito. Per Aristotele, l’unità qualitativa della materia è inamissibile: talune materie sono pesanti; altre, come l’aria e il fuoco, leggere. Aristotele repugna altresì dal concetto del «vuoto» (in cui, secondo Democrito, si muoverebbero gli atomi), del quale l’esperienza non gli porgeva alcun segno. Per lui, il vuoto non esiste, ed egli inaugura così quella dottrina che «la natura ha orrore del vuoto», destinata a un’esistenza più volte secolare. E se ammette che ciò che noi diciamo nascere e morire siano null’altro che mutamenti di cose esistenti, determinati dal moto, questo moto non ha, come per Democrito, pura natura meccanica. Per Aristotele, la materia è inerte, e il moto, che noi vi sorprendiamo, dipende, invece, in ultima istanza, dallo Spirito, dalla Volontà suprema che regge il mondo, e ch’è la vera causa di ogni fenomeno fisico, mentre le cause meccaniche non sono che cause parziali o pseudo-cause.
Questa sua netta separazione fra materia ed energia, fra mondo della materia e mondo dello spirito, collocano Aristotele fra i filosofi e gli scienziati che saranno detti dualisti di fronte ai monisti, quale Democrito era stato.
Tuttavia, nel ritornare alla teoria dei quattro elementi, Aristotele introduce alcuni concetti originali. Anzitutto, un nuovo elemento — l’etere —, di cui sarebbe formato il mondo celeste. In secondo, nella zona terrestre, i quattro tradizionali elementi sarebbero collocati in una gerarchia di nobiltà, come per altro anche Anassimandro sembrava imaginarli: al centro, la Terra; alla superficie di questa, l’acqua; più su, l’aria, e più su ancora, al contatto dell’etere, il fuoco. Per questo contatto, si trasmetterebbero alla Terra gl’influssi celesti: in primo, la luce e il calore solare.
Non basta: per Aristotele, se i quattro elementi sono il sostrato comune di ogni sostanza, essi possono trasformarsi l’uno nell’altro, in forza dell’azione di quattro qualità: caldo e freddo, secco e umido. Variando una qualità, è possibile il passaggio, la trasformazione da uno a un altro elemento. Le diverse sostanze resulterebbero di quantità proporzionali dei quattro elementi, combinate variamente sotto l’influsso delle citate qualità. Tali sono i metalli, la carne, il sangue, le ossa, il legno. Dalla combinazione di queste sostanze derivano gli esseri organizzati: le piante e gli animali.
Queste furono le famose teorie aristoteliche sugli elementi, e sulle loro combinazioni, che domineranno la filosofia e la scienza umana per oltre un millennio.
Ma sin qui non si tratta che di filosofia fisica, nella quale permane il carattere generale della fisica greca, nel periodo classico, per cui le ardite teorie generali discendono da una fugace osservazione di fenomeni naturali, piuttostochè da una serrata e insistente analisi dei medesimi.
Pur troppo, Aristotele, non ostante il suo realismo filosofico, segue questo stesso metodo pericoloso, anche quando vuole spiegare singoli fenomeni fisici, ossia ricercarne le loro cause parziali, ch’è poi l’oggetto che noi oggi assegniamo in primo luogo alla scienza. Egli toccò tutti i dominii della fisica che noi oggi consideriamo. In meccanica cercò di dimostrare la teoria della leva, ed enunciò parecchie leggi sulla caduta dei gravi, pur troppo, erronee per mancata esperienza, come questa che «i corpi cadono con velocità proporzionale al loro peso». Si occupò di acustica (i fenomeni del suono); di termica (i fenomeni del calore): Aristotele pare conoscesse la differente conducibilità dei corpi nei riguardi del calore; di ottica: contro Empedocle e Platone, e d’accordo con Democrito, sostenne che noi vediamo perchè particelle dei corpi stimolano il nostro occhio. E anche su parecchi fenomeni meteorologici — ad es., sulla formazione della rugiada — egli fece osservazioni acute e veraci.
I suoi difetti di sperimentatore non hanno più presa sulle scienze naturali (zoologia e botanica), nelle quali l’osservazione diretta e l’induzione sono quasi tutto. Ed ecco perchè Aristotele è sommo zoologo.
I suoi scritti di zoologia (Storia naturale degli animali, Delle parti degli animali; Della generazione degli animali), contengono nozioni di anatomia comparata, di fisiologia, di psicologia animale. In tal modo egli affrontò tutti i problemi, intorno a cui oggi si affaticano i zoologi moderni.
Aristotele menzionò circa 500 specie di mammiferi, uccelli e pesci; studiò, senza disdegnarle, le specie animali inferiori; osservò, analizzò, dissecò, gli organi degli animali e ne investigò le rispettive funzioni, giungendo a rilievi esatti, anche se la spiegazione, che ne dette, risulta, talora errata.
Egli fu inoltre il primo zoologo classificatore, e, delle specie animali, ci lasciò una classificazione ben fondata, ossia fondata, come ogni classificazione dev’essere, su caratteri essenziali, e che può stare a paro con quella classica del sec. XVIII, che si intitola a Linneo (33 B), o, anzi, la supera, in quanto tiene conto delle specie animali inferiori. Meglio ancora: Aristotele non ammette una separazione recisa fra le varie specie, ma una continuità progressiva, concetto che solo tardi entrerà nella scienza moderna, e precisamente nel sec. XIX.
Le opere aristoteliche di botanica sono andate perdute, ma, per quanto ne sappiamo, come Aristotele è il primo e solo grande zoologo dell’antichità, così può dirsi il fondatore della botanica scientifica.
Egli ebbe, anche su questo terreno, vedute esatte e geniali: colse l’analogia esistente tra il mondo vegetale e animale; distinse in molte piante le loro varietà sessuali, e, sopra tutto, organizzò lo studio, metodico e positivo, della botanica.
Appunto questa è l’opera sua più feconda come scienziato: di avere, ad ogni occasione, ribadito, e personalmente praticato, che le scienze della natura possono essere fondate solo sulla conoscenza dei fatti, e che i fatti vanno rilevati e accertati accuratamente.
Egli seppe così inspirare nei discepoli il metodo dell’osservazione positiva; e inoltre inculcare la necessità della divisione del lavoro, la sua organizzazione scientifica, che tanto fruttificheranno nell’avvenire.
9. La scienza greca nel periodo ellenistico (seconda metà del sec. IV-sec. I a. Cr.): A). Caratteri generali. — Il quarto secolo a. C. si chiude con la conquista dell’Oriente, da parte di Alessandro Magno, cui segue, subito dopo, la formazione degli Stati così detti ellenistici, fra cui per civiltà primeggiarono quello dei Tolomei (in Egitto) e quello — più tardo, ma non meno illustre —, di Pergamo (nell’Asia minore nord-occidentale).
La conoscenza di nuovi Paesi e di nuovi fenomeni naturali; il più intimo contatto con la scienza degli Orientali; i nuovi bisogni materiali delle società ellenistiche; infine, i grandi mezzi, che le Corti dei nuovi monarchi posero a disposizione della scienza e degli scienziati — valga per tutti il Museo di Alessandria, che conteneva sale anatomiche, magnifici gabinetti, biblioteche, un osservatorio astronomico, un giardino zoologico ecc. — tutto ciò non potè non guidare a nuovi progressi, che altrimenti sarebbero stati irragiungibili. Ma la scienza di questo tempo non differisce da quella precedente per un semplice carattere quantitativo. Altro suo tratto differenziale è questo: ch’essa, ora, rimane indifferente ai grandi problemi filosofici, in cui fin adesso si era talvolta sperduta, e preferisce dedicarsi alla indagine dei fatti e allo studio concreto dei varii ordini di fenomeni naturali. Questo atteggiamento più modesto, ma più pratico, paragonabile a quello che assumerà la scienza nell’età moderna, fu ultima e non piccola causa dei suoi progressi nel periodo ellenistico.
Tuttavia tanto progresso e tanto splendore non illuminano tutto il periodo alessandrino. Gli ultimi due secoli — il II e il I a. C. — segnano, in quasi tutti i campi della scienza, un periodo di decadenza e di stazionarietà. Ciò si deve sia al cessare di quegli impulsi che la conquista greca dell’Oriente aveva dati; sia alla decadenza e ai torbidi interni dell’Egitto tolomaico; sia, infine, al fatto che le opere dei grandi scienziati del IV-III sec. avevano, nell’opinione degli uomini, rizzato come dei limiti insuperabili al pensiero scientifico; onde si cominciò a ripetere quello che gli altri avevano affermato, piuttostochè sforzarsi di superarlo e di progredire.
B). Geografia astronomica. — Si apre ora un’età di grandi scoperte geografiche, appunto incoraggiate, e, talora, ordinate da Alessandro Magno e dai successori. Si hanno perciò, per la prima volta, notizie precise dell’Asia, occidentale e centrale, dell’Africa, dell’Europa occidentale. Ma questa più esatta conoscenza materiale della Terra, dà un’importanza nuova alla geografia astronomica o matematica.
Si cerca anzi tutto di fissare le dimensioni del nostro pianeta. Il sommo geografo dell’epoca, Dicearco, scolaro di Aristotele, fondandosi sulla opinione della sfericità della Terra, cercò misurarne la circonferenza. Pervenne, è vero, a resultati superiori alla realtà: km. 50 000 circa.[27] Ma il suo lavoro fu ripreso da Eratostene di Cirene (276-195?) il quale errò di soli km. 4633 in più del vero, raggiungendo la cifra di km. 44 700.
Il grande matematico Euclide (vissuto intorno al 300), contemporaneo di Dicearco, introdusse nella geografia astronomica molti dei concetti che noi ora adottiamo: circoli massimi, meridiani, poli ecc. Euclide, per altro, non faceva che raccogliere in un corpo unico dottrine di tutta una scuola di astronomi — gli Sferici —, che studiavano appunto questo ramo della geografia astronomica, movendo dalle teorie matematiche intorno alla sfera.
L’opinione, sempre più radicata, della forma sferica della Terra e l’ampliata esplorazione della vita sulla superfice terrestre condussero anche a una trattazione scientifica della varietà fra le stagioni sulle diverse contrade della Terra e a una corrispondente divisione del nostro pianeta in zone.
C). Astronomia. — Ma la conquista dell’Asia esercitò una grande e diretta influenza sull’astronomia, in quanto pose la scienza greca in immediato rapporto con quelle egizia e caldaica.
Da queste nuove conoscenze la teoria, fin allora dominante, che la Terra fosse il centro immobile del mobile mondo celeste, ricevette un colpo, dal quale stentò assai a rilevarsi, anche presso i più caldi fautori del sistema geocentrico.[28]
Furono anzi tutto determinate, in modo più esatto, la grandezza degli astri e la loro distanza dalla Terra, e Aristarco di Samo, astronomo della scuola alessandrina della prima metà del sec. III a. C., pervenne al resultato, fin allora inaudito, che il Sole è assai più grande della Terra, e che, precisamente, i rispettivi diametri starebbero come 1 a 6 1⁄3-7 1⁄8, e i volumi, come 1 a 254-368.[29] Egli stesso fu il Copernico dell’antichità, l’inobliabile sistematore della teoria eliocentrica che, molti secoli più tardi, sarà detta copernicana: che, cioè, la Terra gira sul suo asse e intorno al sole, il quale rimane immobile nel mezzo del Cielo. Le stelle fisse poi sarebbero così infinitamente lontane da noi, che tutto il giro di rivoluzione della Terra starebbe al cielo stellato come il punto del centro alla periferia di un circolo.
Anche allora, come si farà parecchi secoli più tardi, si gridò all’empietà contro l’audace innovatore, che detronizzava dal suo seggio la Terra. Pur troppo, la conoscenza del moto dei pianeti era poco avanzata per ricavarne delle prove in sostegno del sistema eliocentrico. Onde Aristarco ebbe contro di sè la maggioranza degli scienziati, e perfino il più grande matematico e fisico del suo tempo: Archimede di Siracusa.
Ma, dopo Aristarco, il sistema di Eudosso non era più sostenibile. Fu necessario correggerlo. Lo corresse allora, verso la fine del III sec., il grande matematico Apollonio di Perga (in Panfilia) con la sua teoria degli epicicli. Secondo questa complicata teoria, non i pianeti ruoterebbero intorno alla Terra, ma si muoverebbe su questa linea soltanto il punto centrale di un circolo minore (emiciclo), mentre il pianeta si muoverebbe sulla periferia di questo stesso circolo.
Tale ipotesi fu ingegnosamente perfezionata, nella metà del II sec. a. C., dal più grande astronomo del periodo alessandrino, forse dal più grande astronomo greco — Ipparco di Nicea (in Bitinia) — che però non visse ad Alessandria, ma a Rodi, ove fondò un osservatorio e dettò la maggior parte delle sue opere.
I principali servizi che egli rese alla astronomia dipesero in massima parte dall’avere egli applicato a questi studii un ramo speciale delle matematiche — la trigonometria —,[30] riescendo in tal modo a rappresentare assai esattamente il movimento del sole, della luna, dei pianeti, o, più propriamente, a costruire tutto quell’ingegnoso «sistema tolomaico», che rimarrà in vigore fino al sec. XVI, e che l’astronomo alessandrino Claudio Tolomeo, vissuto tre secoli dopo, non farà che ripetere fedelmente dal suo predecessore di cinque secoli innanzi.
Con lo stesso metodo trigonometrico Ipparco riuscì a determinare, più o meno esattamente, le distanze del sole e della luna dalla Terra, fondandosi sul fenomeno delle eclissi.
Osservatore attentissimo, e sopratutto sistematico confrontatore delle sue personali osservazioni con quelle più antiche, a fine di rilevare i cambiamenti astronomici, egli non solo fece scoperte individuali, ma rettificò e completò moltissime cognizioni già note. Così redasse un nuovo Catalogo di stelle (ben 1080 stelle!), di ciascuna delle quali dette la longitudine e latitudine, e le distribuì, secondo il loro splendore, in 6 grandezze. Questo Catalogo, che ha subìto poche variazioni, salvo l’aggiunta di alcune costellazioni invisibili nei paesi civili del mondo antico, rimase come un modello di scienza per circa 16 secoli.
Questo attento studio del cielo e i confronti con le osservazioni dei suoi predecessori condussero altresì Ipparco a parecchie scoperte: per es., alla scoperta della così detta precessione degli equinozi, che cioè il Sole, nel suo movimento annuo (eclittica) nella sfera celeste, dopo la sua partenza dal punto equinoziale, ritorna alla nuova posizione equinoziale un po’ prima di tornare nella sua posizione iniziale rispetto alle stelle.[31] Onde l’anno solare o tropico (o periodo necessario al sole per tornare alla sua stessa posizione rispetto ai punti equinoziali celesti) e l’anno sidereo (periodo necessario al sole per tornare alla stessa posizione rispetto alle stelle) non coincidono: il primo è più breve del secondo; quello (l’anno solare o tropicale) sarebbe di 365 giorni, 5 ore, 55 minuti; questo (l’anno sidereo) supererebbe il primo di 20m e 12s. Tale resultato di Ipparco è assai vicino ai valori moderni.[32]
Egualmente Ipparco perfezionò molto la teoria delle eclissi solari e lunari, che dopo di lui poterono essere predette con grandissima sicurezza ed esattezza.
Ipparco, come la massima parte degli scienziati greci, subì, pur troppo, la grande sciagura di non poter essere conosciuto direttamente dai posteri, chè tutte le sue opere, salvo una insignificante, andarono perdute. Tuttavia ciò che ne conosciamo indirettamente, specie attraverso gli scritti di Tolomeo, basta a farci rimpiangere in lui uno dei più straordinari scienziati dell’antichità, e certo il massimo fra gli astronomi, come quello che non solo seppe osservare con sicuro senso critico, ma seppe felicemente disposare le matematiche all’astronomia. Dopo di lui, per oltre tre secoli, fino a Tolomeo, la scienza astronomica greca non procederà di un sol passo.
D). Matematica e fisica. — Questi grandi progressi della geografia astronomica e dell’astronomia furono possibili, l’abbiamo implicitamente accennato, grazie ai contemporanei progressi della matematica. La fine del sec. IV e tutto il sec. III è infatti l’età d’oro delle matematiche. Alessandria d’Egitto, Pergamo (in Asia Minore), e non più Atene, sono ora i centri maggiori di questi studii. La matematica, anzi, domina ora e investe le altre scienze: prime, l’astronomia e la fisica.
Ad Alessandria, intorno al 300 a. C., insegnò Euclide, e ivi scrisse i suoi Elementi, che per la parte geometrica, sono rimasti fino ai giorni nostri il testo scolastico più diffuso e forse più perfetto. Essi ci appaiono mirabili, per là chiarezza, l’ordine, il metodo. Ma gli Elementi euclidei comprendevano anche trigonometria[33] e la così detta teoria dei numeri, che ha per oggetto lo studio astratto delle proprietà dei numeri.
Euclide non fu soltanto matematico; fu anche autore di una o due operette (oggi sperdute) sui fenomeni e sulle leggi ottiche, in primo sulla riflessione, e pare abbia anche scritto di meccanica, occupandosi delle leggi della caduta dei corpi. Suoi concetti — erronei — furono, ad esempio, questi: 1) che la velocità di caduta di un corpo sia tanto più rapida quanto più rado (meno denso) è il mezzo in cui il corpo si muove, e che, quindi, nel vuoto, la sua velocità dovrebbe essere infinita; 2) (e questo è la ripetizione di un concetto aristotelico) che le velocità di caduta di corpi della medesima natura siano proporzionali al loro peso. Ma Euclide fu sopra tutto maestro. Pel contenuto scientifico dell’opera sua, egli deve molto ai predecessori, specie ai Pitagorici; ma tutta sua è la meravigliosa sistemazione della materia; sua la scelta dei teoremi, che la copiosa matematica greca gli offriva; sua la loro logica connessione.
Matematico e fisico, insieme, fu Archimede di Siracusa († 212 a. C.).
Archimede è il nobile e maraviglioso difensore della sua patria contro gli assalti romani durante la Seconda Guerra punica, e perì ucciso da un ignaro soldato romano, allorchè la città fu presa dopo un assalto furioso. Cotale difesa egli aveva compiuto mediante ingegnose macchine di guerra, a noi sconosciute. Ma egli fu altresì autore di scoperte fondamentali, che fanno di lui il più grande matematico dell’evo antico.
— Citiamone alcune delle più facili e popolari: 1) un cerchio è equivalente a un triangolo rettangolo, i cui cateti sono l’uno eguale al raggio e l’altro alla circonferenza del cerchio; 2) il rapporto del cerchio al quadrato del diametro è approssimativamente eguale a 11⁄14; 3) la circonferenza di un cerchio eccede 3 volte il suo diametro di una parte minore di 1⁄7 e maggiore di 10⁄71 del diametro stesso; 4) il volume e la superficie di una sfera sono, rispettivamente, eguali ai 2⁄3 del volume e della superficie di un cilindro circoscritto alla sfera (che abbia eguale base ed eguale altezza): teorema, questo, che Archimede volle raffigurato sulla sua tomba.
In fisica, Archimede fu il primo scienziato greco che toccasse il campo della idrostatica. Egli determinò quel principio, ch’è la base della idrostatica e ch’è detto, appunto, legge di Archimede, secondo cui «un corpo immerso in un liquido perde (apparentemente) tanto del suo peso quanto è il peso del volume del liquido spostato». Per tale legge fu possibile ritrovare il peso specifico dei corpi, che appunto Archimede cominciò a saper determinare.
Si dice, anche, abbia inventato l’idrometro, a fine di misurare la densità dei varii liquidi, e specie delle acque sorgive, di cui si ritenevano dannose quelle ricche di sali. Ma egli fu sopra tutto il fondatore della meccanica come scienza. Egli scoperse la teoria del centro di gravità dei corpi, della leva e praticamente inventò la puleggia, la vite, il paranco;[34] fabbricò macchine da guerra, e si occupò, come altri suoi contemporanei di ottica, sì da essergli attribuita l’invenzione di specchi concavi, coi quali avrebbe bruciato i navigli romani che assediavano Siracusa.
Ultimi fra i matematici di questo meraviglioso periodo furono i citati astronomi Apollonio di Perga (seconda metà del sec. III) e Ipparco (II sec. a. C.). Apollonio visse a Pergamo, che allora rivaleggiava con Alessandria quale centro della coltura mondiale. Anch’egli fu studioso e maestro di geometria e, sebbene molto attingesse a Euclide e ad Archimede, l’opera sua segna un deciso progresso sui suoi due sommi predecessori, specie per quanto riguarda lo studio delle sezioni coniche (ellisse, iperbole, parabole). E a lui, forse, spetta il merito di avere gettato le basi della trigonometria in Grecia. Della nuova disciplina, ossia della trigonometria piana e sferica, come accennammo, si giovò Ipparco per i suoi calcoli astronomici. Dopo di lui, le matematiche, al pari dell’astronomia, decadono sino al II sec. di C., ossia fino a Tolomeo.
Se i due grandi fisici dei sec. IV-III. — Euclide e Archimede — congiunsero strettamente lo studio della matematica a quello della fisica, non così avviene dei successori; o, almeno, non ci consta che così avvenisse. Gli ultimi fisici del periodo alessandrino furono piuttosto dei pratici che degli scienziati.
Due tra questi meritano di essere ricordati: Ctesibio, vissuto nella seconda metà del II sec. a. C., ed il suo discepolo Erone, vissuto tra il II e il I secolo (morì nel 50 a. C.). Ctesibio fu inventore dei sifoni, trombe prementi a due corpi di tromba, che i Romani usarono per gli incendii, ma che il Medio Evo obliò come tante altre cose. Fu anche inventore dell’organo idraulico e trovò il mezzo di comprimere l’aria, e quindi di fabbricare armi (fucili?) ad aria compressa.
Assai più famoso fu Erone. Le sue Meccaniche sono un copioso manuale dell’ingegnere e dell’arte del costruire. Vi si studiano la leva, il verricello, il cuneo, la vite (concepita come un cuneo attorcigliato sopra un cilindro), e talune altre macchine.
Erone si occupò anche di ottica, e cercò di determinare le leggi della riflessione della luce. Ma più famoso è il suo giocattolo eolipila, nel quale egli mostrò la prima applicazione del vapore come forza motrice. Dopo di che, come seguì all’astronomia e alla matematica, anche la fisica rimase stazionaria fino a Tolomeo.
E). Chimica. — La chimica teorica, ossia la filosofia chimica, ch’era stata il pascolo più gradito degli intelletti greci nei secc. IV e V, è, in questo periodo ellenistico, rappresentata in modo eminente da Epicuro di Samo (342 a. C.-270 a. C. circa), che visse a lungo e tenne scuola ad Atene. Epicuro è un continuatore di Democrito, sebbene, in certi punti, la sua dottrina atomica se ne distacchi nettamente. L’atomo, è, per lui, principio indivisibile, eterno, indistruttibile della materia, nella quale nulla viene dal nulla e niente perisce. L’atomo possiede, oltre alla estensione, alla forma, al peso, un suo proprio movimento. Con questa correzione a Democrito, il quale aveva opinato che il moto degli atomi dipendesse dal loro peso, Epicuro salvava il sistema da un’obiezione di Aristotele che nel vuoto i corpi dovrebbero cadere tutti con eguale velocità. Affaticati, dunque, da un moto perenne, che è una loro proprietà, gli atomi, roteando nello spazio vuoto e combinandosi insieme, formano i corpi e i mondi, ciascuno dei quali ha un principio, e tutti sono destinati a perire. Gli esseri viventi, in ognuno di questi mondi, sono anch’essi combinazioni di atomi. Non dunque l’intelligenza divina o una causa finale li crea o guida, nè il mondo è fatto per l’uomo, nè ha alcuna finalità, ma esso è conseguenza meccanica di un processo meccanico.
Anche l’anima, come aveva detto Democrito, è composta di atomi, che il corpo costringe insieme. La morte, che scioglie questo legame, permette anche la separazione degli atomi dell’anima, la cui immortalità sarebbe, dunque, secondo Epicuro, una superstizione.
Ma in questo periodo alessandrino, certo per il più intimo contatto con la scienza egiziana, la chimica greca passa da teoria filosofica a scienza sperimentale, da scienza ad arte operativa. Si sviluppa, cioè, la chimica sperimentale e industriale, nella forma precisa in cui noi, oggi, l’intendiamo.
I Papiri greci così detti di Leyda e di Stocolma[35] scoperti in tombe tebane, se forse appartengono al periodo romano, ripetono cognizioni, tradizionali nella scienza egizio-ellenistica, e, insieme con notizie di magia e di astrologia (con le quali la chimica degli antichi andò sempre malamente mescolata), contengono vere e proprie nozioni di chimica. Trattano delle leghe metalliche, dei procedimenti di tintura della porpora, della virtù delle piante. I chimici ellenistici conoscono parecchi processi farmaceutici e chimici (distillazione, cristallizzazione, sublimazione) e, non ostante ignorino gli acidi minerali, hanno esperienza di numerose reazioni chimiche. I metalli noti a questi scienziati sono sette: piombo, stagno, rame, argento, oro, mercurio e asemo (argento impuro, o, forse elettro, lega d’oro e d’argento).
Ma lo sforzo principale di sì faticose ricerche si rivolge in due direzioni: a) la trasformazione di tutti i metalli inferiori in oro (al quale scopo quei chimici prescrivono numerose ricette); b) la preparazione di medicinali che giovino a preservare l’uomo da ogni male, perfino, a liberarlo dalla morte.
È stato appunto questo tratto della scienza chimica — l’alchimia[36] medievale — a ingenerare l’erroneo concetto, che essa fosse tutta una scienza di ciurmadori. Noi oggi possiamo giudicare più equamente: nè tutta la chimica greca fu ricerca della trasformazione dei metalli inferiori in oro, nè questa trasformazione contrastava alle dottrine fisico-chimiche del tempo. Le dottrine, infatti, dei Ionici, quelle fisiche di Aristotele e la stessa dottrina atomica incoraggiavano questa fiducia, in quanto le prime o facevano derivare tutti i corpi da un unico elemento, o concepivano l’un elemento trasmutabile nell’altro; e la seconda sosteneva la perfetta omogeneità della materia.
Può dirsi di più: quali che ne siano la difficoltà pratica, l’idea della trasformazione dei metalli non contradice ai più sani concetti chimici che noi oggi possediamo. La moderna teoria della radioattività (cfr. § 38 B) ad es., avverte che la trasformazione della materia avviene normalmente, anche allo stato naturale.
Quello che invece deve ancor oggi condannarsi, in questo secolare tentativo dell’antica chimica, è la sovrapposizione, alla ricerca scientifica, di elementi, mistici e magici, con i quali invano si cercò di rimediare al continuo insuccesso di un esperimento scientifico. Ma questa fu responsabilità di tempi più tardi.
I papiri greci sopra citati menzionano alchimisti greci, i quali vengono citati precisamente con pseudonimi tratti dai nomi dei più grandi scienziati e filosofi greci: Platone, Aristotele, Democrito, Teofrasto. Non si tratta, naturalmente, dei grandi scienziati che ebbero questo nome, ma di persone, assai più oscure, che scrissero sotto nomi altrui. Il più famoso di costoro (si dice) sarebbe stato appunto Democrito, del quale viene ricordata una Fisica e Mistica. Certamente, le teorie in essa enunciate si ricollegano al grande scienziato del sec. V, precursore dei chimici moderni. Ma pur troppo, l’opera citata è un centone di brani diversi di scritti non democritèi.
F). Zoologia e Botanica. — I grandi viaggi e le esplorazioni dell’epoca ellenistica dovevano imprimere un possente sviluppo ai progressi della zoologia e della botanica. Ora soltanto infatti si schiudeva ai Greci la visione della fauna e della flora delle regioni tropicali e subtropicali. Aristotele aveva descritto l’elefante solo per udito dire; esso divenne dopo Alessandro, per gli usi di guerra, un animale popolarissimo. Ma si devono sopra tutto ai Tolomei la raccolta e l’allevamento di specie rare animali nel meraviglioso giardino zoologico, collocato nella reggia di Alessandria.
Lo stesso è a dire delle piante. Teofrasto, discepolo di Aristotele, scrisse due eccellenti trattati di botanica. E di botanica e di zoologia si occuparono sistematicamente i dotti di quell’accademia che fu il Museo di Alessandria, fondato dai Tolomei.
G). Medicina. — Anche la medicina progredisce, perchè progrediscono i due ordini di ricerche, che vi stanno a base: quelle sull’anatomia e quelle sulla fisiologia del corpo umano. Finalmente, si osa procedere al sezionamento del cadavere umano, e persino, anche, alla vivisezione dei criminali condannati a morte. Alessandria è, come di tante altre discipline, il focolare della scienza medica del tempo; e tale rimase fino alla catastrofe dei Tolomei (30 a. C.) ed oltre. Qui visse il più grande anatomista e fisiologo dell’antichità Erofilo di Calcedonia (primi del III secolo), il quale scoperse finalmente l’anatomia del sistema nervoso, la sua funzione nel corpo umano, e determinò sperimentalmente l’importanza del cervello come sede centrale dei sensi e del pensiero: nozioni, queste, ignorate dal sommo Aristotele. Egli stesso scoperse che la pulsazione delle arterie dipende dal cuore, e che queste non contengono (come si credeva) aria, ma sangue. Seppe finalmente distinguere le arterie dalle vene: scoperse, in altri termini, la legge della circolazione del sangue.
I progressi dell’anatomia ebbero ripercussioni immediate nel campo della chirurgia. Si compivano ora con relativa facilità operazioni difficilissime. Continuavano ancora a fiorire in piena vitalità le due antichissime scuole mediche di Cos e di Cnido: della prima, anzi, il maggior rappresentante è adesso Erofilo, come, della seconda è Erasistrato. Ma sorge ora, nel III sec., in Alessandria e, fiorisce vigorosa, una terza scuola — quella degli empirici, alla cui testa è un discepolo di Erofilo, Filino di Cos. Per gli empirici, la ricerca delle cause delle malattie è superflua, e si può fare a meno dell’anatomia. Infatti essi curavano solo i sintomi, e, quindi, abbondavano in rimedi farmaceutici. In conseguenza, se non la medicina, la farmacologia fece, per mezzo loro, grandi progressi.
10. Valore della scienza greca. — Noi ci siamo dilungati sulla scienza greca perchè essa occupa nella storia del pensiero umano, non soltanto un posto di prim’ordine, ma quella identica posizione, che noi, giudicando dal nostro punto di vista attuale, assegniamo alla scienza moderna, rispetto alla scienza di ogni tempo. Tutti i grandi problemi che noi ci poniamo, la scienza greca si pose, e i principali tra essi risolse nella stessa direzione, secondo cui oggi li risolviamo. Nel campo scientifico, i presupposti e il metodo del pensiero greco sono quegli stessi che noi usiamo: la più completa indipendenza da ogni pregiudizio estraneo, l’osservazione, l’induzione, l’esperimento, il ragionamento, logico e matematico, la riprova. E se gli scienziati non applicarono rigorosamente questi concetti, ciò non dipese da una inesatta visione di quanto occorreva praticare, ma di una infedeltà dei singoli individui alla generale metodica della scienza greca.
Come resultati positivi, la scienza greca ci lascierà, in fatto di matematica, solidamente piantate, delle parti di questa disciplina, che noi oggi coltiviamo: l’aritmetica, la trigonometria e, specialmente, la geometria, non però l’algebra.
In fatto di astronomia, ci lascerà per lo meno il concetto della sfericità della terra, che i moderni hanno di poco corretto, e la spiegazione dei movimenti di tutto il sistema solare, che, a parte l’ipotesi che l’ispira, è veramente preziosa. In fisica e chimica, ci lascierà la teoria atomica e tutta un’abbondante serie di esperienze chimiche; in medicina, le profonde verità della scuola ippocratica travalicheranno i secoli; infine, quanto a zoologia e a botanica, l’una e l’altra scienza furono dai Greci — da essi soli — fondate, e la perfezione, a cui le portarono di un sol balzo (specie Aristotele e Teofrasto), non troverà degno termine di paragone se non soltanto nell’evo moderno.
Così, per secoli, la scienza greca dominerà il mondo: tutta la scienza romana, medievale (cristiana ed araba) si aggirerà intorno ad essa, come intorno al suo polo, talora corrompendola, talora falsandola, sempre ripetendola, non mai sorpassandola. Se, anzi, quel pensiero, più tardi, non sarà capace di grandi sviluppi, ciò avverrà perchè i continuatori si sforzeranno di parafrasarne la lettera, ma non più di intenderne le ispirazioni. E allorquando, con l’età del Rinascimento (secc. XV-XVI), la scienza umana ripiglierà il corso interrotto del suo progresso, ciò si dovrà, in gran parte, al fatto che gli uomini saranno tornati ad ascoltare direttamente la grande voce del pensiero greco.