L'evoluzione scientifica

l'evoluzione scientifica del '700

Timeline

le scoperte scientifiche dal 600 al 700

introduzione

Nel 1700 nasce in Inghilterra un movimento politico, sociale, culturale e filosofico, che metteva al centro la ragione, l’Illuminismo. Questo movimento si svilupperà poi con grande successo in Francia. Il compito degli intellettuali dell’epoca definiti philosophes era di liberazione dalla metafisica, dall'oscurantismo religioso, dalla tirannia della monarchia assoluta, dalla superstizione. Questo movimento crede nel progresso e nella ragione piuttosto che delle verità rivelate, andando alla ricerca delle leggi naturali, pertanto avversati dalla Chiesa. In questo periodo si ebbe un grande progresso scientifico, la “rivoluzione scientifica” basato sul modello sperimentale di Galilei prima e poi di Newton. Si usa il termine “rivoluzione” per marcare il netto cambiamento rispetto al passato. Molti sono i nomi di intellettuali che raggiunsero conclusioni rivoluzionarie, tra tutti Newton è certamente degno di nota, in primo luogo perché riuscì ad affermare una teoria iniziata da Copernico, sostenuta da Galileo, e sempre avversata dalla Chiesa.

galileo galilei

Ed è poprio durante il '500 che ha inizio la rivoluzione scientifica, tappa fondamentale nel corso della storia, che si conclude nel '700. Durante questo periodo avvengono importanti invenzioni tecnologiche che mantengono il passo con lo sviluppo della tecnica e con il progressso scientifico e civile dell'umanità , che va evolvendosi grazie a numerose scoperte in ambito scientifico e atronomico. Tra i massimi esponenti all'inizio del movimento conosciamo Galileo Galilei. La rivoluzione scientifica si espande in gran parte del Nord Europa e in Italia, i cui centri privilegiati sono Padova, Firenze, Napoli, Pisa e Venezia, dove vennere fondate importanti università.

isaac newton

Matematico inglese, forse il più grande scienziato di tutti i tempi, Newton scoprì nel 1665 la legge della gravitazione universale (che mostra come una stessa forza possa spiegare il moto degli oggetti sulla Terra e quello degli astri nel cielo) e le leggi del moto che ne conseguono.

Tre i principi fondamentali della meccanica di Newton: il principio di inerzia; la proporzionalità diretta tra la forza e l'accelerazione; l'uguaglianza tra azione e reazione. Ma Newton si occupò dei campi più disparati della scienza, e in tutti ottenne risultati nuovi e importanti: dalla matematica (per esempio il calcolo infinitesimale) all'ottica (per esempio la scoperta dello spettro della luce e la teoria dei colori), dalla meccanica (legge fondamentale della dinamica) alla cosmologia (moti relativi e moti assoluti).Newton inventò anche un particolare tipo di telescopio che porta ancora oggi il suo nome. Newton dedicò anche molto tempo allo studio della càbala e dell'alchimìa, discipline che in quell'epoca non erano ancora separate dalla scienza così come la intendiamo oggi. La sua opera del 1687, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (I principi matematici della filosofia naturale), comunemente chiamata Principia, ha avuto un'enorme influenza sullo sviluppo della scienza nei tre secoli successivi. La teoria delle relatività generale di Einstein ha introdotto correzioni alla teoria di Newton che diventano importanti in presenza di forti campi gravitazionali. Nella seconda metà della sua vita Newton divenne Governatore della Zecca inglese, per la quale adottò la battitura meccanica e la zinigratura del contorno delle monete allo scopo di evitare che le monete d'oro e d'argento venissero limate (o tosate, come si diceva) dai cittadini disonesti. La pratica della tosatura era giunta addirittura a dimezzare il valore effettivo delle monete rispetto a quello nominale. In età matura la personalità di Newton manifestò aspetti maniacali e i suoi interessi scientifici furono sostituiti da elucubrazioni teologiche e persino su fenomeni paranormali.

Isaac newton

E' stata una sfida a colpi di formule, ingaggiata dal genio di Albert Einstein contro il papà della gravità Isac Newton, a dare forma alla teoria della relatività generale, la chiave di volta della fisica moderna che ci ha mostrato l'Universo da un nuovo punto di vista, permettendo addirittura di prevedere l'esistenza dei buchi neri e delle onde gravitazionali scoperti soltanto decenni più tardi. Lo spiega Ezio Puppin, docente di fisica sperimentale al Politecnico di Milano, nella nuova puntata della rubrica video #IlPOLIMIrisponde su YouTube.

la rivoluzione del 700 negli ambiti scientifici

FISICA

TECNOLOGIA

MEDICINA

CHIMICA

graZIE PER L'ATTENZIONE

Lavoro a cura di:Miola Marco Montefusco Alessandro Scotti Alberto Troia Francesca

Nel Settecento, in particolare nella seconda metà del secolo, si verificò in Europa una forte crescita demografica; infatti in cento anni la popolazione europea crebbe di circa 70 milioni di persone. Per secoli la popolazione europea era cresciuta lentamente, perché a un alto tasso di natalità corrispondeva un quasi altrettanto elevato tasso di mortalità. Un importante fattore che favorì la diminuzione della mortalità europea fu la scomparsa di malattie come la peste e il vaiolo grazie alla scoperta di un mezzo molto efficace per prevenire le malattie infettive, la vaccinazione. Nel 1796 Jenner iniettò per la prima volta il vaccino, cioè il vaiolo ricavato da una mucca infetta, a un bambino: era nata la vaccinazione, uno strumento di difesa fondamentale nei confronti delle malattie infettive.

Puppin dice:

"Immaginiamo un pianeta e un'astronave ferma ad una certa distanza", dice Puppin armato di gessetto alla lavagna. "Newton ci dice che fra questi due oggetti c'è una forza attrattiva reciproca che può essere calcolata con una formula". Se però il comandante dell'astronave decide di metterla in moto per orbitare intorno al pianeta, ecco che la legge di Newton non è più sufficiente a spiegare l'attrazione tra i due corpi.

IL MICROSCOPIO In una bottega di fabbricanti di lenti in Olanda nel 1590 fu costruito il primo microscopio sul modello del telescopio. Quest'ultimo riscuoteva maggiore successo, poiché permetteva uno studio migliore e più approfondito dell'astronomia, una scienza che era enormemente seguita e che aveva dato adito a dispute sui movimenti degli astri. LA SVOLTA SETTECENTESCA Nella seconda metà del XVII secolo, lo studioso Robert Hooke scoprì delle strutture elementari nel Tessuto degli esseri viventi che chiamò cellule. Egli scrisse un testo molto importante, la Micrographia, con il quale fece scoprire il mondo infinitesimale, fittamente popolato, mostrando agli scienziati del tempo perfino gli insetti nelle più minuscole caratteristiche. Altro punto di svolta è rappresentato dalla figura di Anthony van Leeuwenhoek. Egli non era uno scienziato, ma un mercante di stoffe molto curioso ed interessato alla realtà che lo circondava.

Isaac Newton (1642-1727) fu matematico e professore all'università di Cambridge. Osservando la rotazione della Luna attorno alla Terra egli scoprì che la Terra attrae la Luna nella sua orbita. Inoltre intuì che questo fenomeno e quello apparentemente tanto diverso della caduta di un corpo sulla terra, sono regolati da una stessa legge fisica. Si tratta della legge di gravitazione universale per cui tutti i corpi hanno la proprietà di attrarsi a vicenda; la forza di attrazione o forza di gravità cresce quanto più crescono le masse dei corpi, mentre diminuisce con l'aumentare della loro distanza. Egli rifiuta le teorie di quegli scienziati che non usano il metodo sperimentale e si limitano a elaborare ragionamenti. Allo stesso tempo, però, afferma che la sola osservazione non basta: è invece indispensabile riflettere razionalmente sui fenomeni osservati.

Le scoperte scientifiche non rimanevano nel chiuso dei laboratori e degli studi, ma diventavano il punto di partenza di nuove invenzioni, nuove applicazioni pratiche nei campi dell'economia (agricoltura e industria), dei trasporti, della produzione energetica. Un ruolo fondamentale nello sviluppo della scienza e della tecnica fu svolto dalle numerose accademie e società scientifiche, fondate soprattutto in quei paesi come l'Inghilterra dove era più forte la richiesta di nuove tecniche da applicare nella produzione. Importanti ricerche e sperimentazioni sull'elettricità a opera di scienziati come l'americano Benjamin Franklin, inventore del parafulmine, e l'italiano Alessandro Volta, che nel 1800 costruì la prima pila. Inoltre nel XVIII° secolo furono inventate le prime macchine a vapore che svolgeranno un ruolo decisivo nella nascita delle industrie moderne e della ferrovia. Il vapore venne a sostituire le fonti energetiche usate fino ad allora dagli uomini, cioè la forza umana e animale e la forza motrice dell'acqua e del vento.

La Chimica nel secolo XVIII divenne una disciplina scientifica con una propria dimensione culturale ed istituzionale, della quale si cominciò ad apprezzare l'utilità nelle attività produttive agricole ed industriali. La riorganizzazione del sapere condotta attraverso lo sviluppo del movimento accademico, tipica espressione del riformismo settecentesco, creò nuovi spazi a questa disciplina, rivalutandola rispetto ad un passato dai contorni incerti, nel quale dominavano gli alchimisti, i maghi, i farmacisti, coloro che operavano senza alcuna base teorico - sperimentale, senza un riconoscibile metodo scientifico. La rivoluzione chimica a cui si assiste nel '700 non può essere ben compresa se, accanto e prima delle impostazioni di Lavoisier e degli effetti che ebbero sullo sviluppo della chimica moderna, non si considerano i contributi di coloro che seppero darle dignità ed autonomia, in quanto scienza naturale utile alle attività umane.

IL BAROMETRO Evangelista Torricelli (1608-1647) in un celeberrimo esperimento del 1644 osservò che la colonna di mercurio contenuto in un tubo di vetro chiuso ad un'estremità, quando veniva capovolta in una vaschetta colma di mercurio non scendeva completamente nella vaschetta, ma rimaneva dall'estremità aperta ad un'altezza di circa 76 centimetri. Torricelli attribuì correttamente il fenomeno agli effetti della pressione atmosferica. Gli esperimenti compiuti successivamente in tutta Europa permisero di stabilire che il livello della colonna di mercurio variava in conseguenza delle modificazioni della pressione atmosferica conseguente dalle variazioni altimetriche. Ciò consentì di mettere a punto un nuovo strumento, il barometro, che fu presto impiegato per le previsioni meteorologiche. LA SVOLTA SETTECENTESCA Successivamente, i barometri vennero differenziandosi per foggia e dimensioni. Lo strumento subì inoltre numerose modifiche, che ne migliorarono la sensibilità, ne agevolarono la lettura e lo resero facilmente trasportabile. A partire dal XIX secolo il barometro divenne uno strumento popolarissimo per "prevedere" il tempo, sia nelle case borghesi sia nelle pubbliche piazze. Intorno al 1850, si imposero su scala internazionale i barometri aneroidi, compatti, solidi e facili da trasportare.

Dal medievale al moderno

E' presente una sostanziale differenza tra il periodo medievale e quello della scienza moderna, questa e' formata da due elementi fondamentali: 1) L'osservazione dei fenomeni naturali 2) La matematica e il calcolo Per quanto riguarda l'osservazione dei fenomeni naturali, questa avviene mediante strumenti come il telescopio o il cannocchiale, utilizzato per la prima volta in modo efficiente ed intelligente da Galileo stesso Per quanto riguarda il secondo elemento, la matematica diventa il nucleo costituente della scienza moderna, ritenuta quantitativa. Per esempio, se si doveva studiare la caduta di una roccia da una montagna, se ne studiava la sua essenza, cioè questa tendeva a cadere verso il basso poichè costituita dalla stessa sostanza di cui è formato il suolo terrestre. Questa concezione muta, anzi, svanisce completamente e viene sostituita da una più razionale e concreta, basata sulla matematica, ritenuta non più, come in precedenza, un sapere astratto e teorico.

LA POMPA AD ARIA Robert Boyle, il quale per primo riconobbe nella pompa pneumatica uno strumento prezioso per lo studio delle proprietà dell’aria e del vuoto. L’assistente di Boyle, Robert Hooke perfezionò notevolmente la pompa pneumatica di Guericke e, nel 1659 i due scienziati inglesi avevano già a disposizione uno strumento efficace con cui effettuare per la prima volta in modo sistematico ricerche approfondite di pneumatica. Da notare che la stessa pompa poteva servire anche per condensare l’aria in un recipiente: bastava semplicemente invertire l’ordine delle manipolazioni che venivano effettuate per rarefare l’aria. LA SVOLTA SETTECENTESCA Uno dei modelli più importanti dei primi anni del Settecento fu la pompa ideata da Francis Hauksbee, il quale la presentò alla Royal Society nel 1703. Era caratterizzata dall’impiego di due cilindri, all’interno dei quali due pistoni venivano messi in movimento mediante un meccanismo a cremagliera e ruota dentata. Era dotata di valvole interne che si aprivano e si chiudevano automaticamente per le differenze di pressione. L’introduzione di valvole al posto di rubinetti limitava naturalmente il grado di vuoto, ma agevolava d’altra parte le operazioni da svolgere, rendendo la macchina decisamente più veloce. Inoltre, un pistone saliva mentre l’altro scendeva, di modo che lo sforzo da fornire per muovere i pistoni non aumentava con l’incremento del grado di vuoto. La pompa di Hauksbee, maneggevole e veloce, diventò rapidamente il modello più diffuso in Inghilterra nel Settecento mentre nel continente, venivano preferite le pompe ad un solo cilindro di cui esistevano diversi modelli, con cilindro verticale, inclinato o orizzontale.

IL TERMOMETRO Il prototipo galileiano era costituito da un'ampolla dotata di una lunga cannula che, dopo essere stata scaldata tra le mani, andava immersa a testa in giù in un recipiente colmo d'acqua. Togliendo le mani dall'ampolla, e privandola così del calore da loro prodotto, l'aria all'interno tendeva a comprimersi, consentendo all'acqua di salire lungo la cannula; il liquido scendeva invece rapidamente allorché il contenitore veniva riscaldato, a causa dell'espansione dell'aria. In pratica, il variare del livello dell'acqua segnalava il mutare della temperatura esterna, senza però determinarla numericamente. LA SVOLTA SETTECENTESCA Un nuovo termometro fu ideato da un gruppo di studiosi dell'Accademia del cimento, associazione scientifica nata a Firenze nel 1657 e ispirata ai lavori di Galileo. Lo strumento, detto termometro galileiano, consisteva in un cilindro di vetro pieno di alcol, con all'interno varie ampolline, ognuna contenente un liquido di colore diverso e provvista di targhetta con indicata una temperatura (connessa al volume dell'ampolla e alla densità del liquido). Al variare della temperatura esterna mutavano il volume e la densità dell'alcol, e in relazione a ciò variava la posizione delle ampolline: alcune salivano, altre scendevano. Attraverso una serie di calcoli, si stabilì come la temperatura esterna fosse quella riportata nella targhetta dell'ampolla più in basso tra quelle salite verso l'alto. Ma per quanto ingegnoso, anche questo antenato del termometro aveva grandi limiti in termini di praticità d'utilizzo.

IL VACCINO La scoperta della tecnica della Vaccinazione come metodo per sconfiggere le malattie infettive impedendo il contagio dei soggetti sani, spetta a Edward Jenner, brillante Medico e ricercatore inglese. Il 14 Maggio 1796 egli innestò nel braccio di un bambino di 8 anni una piccola quantità di materiale purulento prelevato dalle ferite di una donna malata di Vaiuolo Vaccino, la forma di Vaiolo che colpiva i bovini e, in forma cutanea lieve, anche gli allevatori. Il bambino non ebbe nessun disturbo e in seguito Jenner dimostrò che il piccolo era diventato immune alla forma umana del Vaiolo. A questa pratica venne dato il nome di "vaccinazione". Alla fine del 1796 Jenner inviò un articolo alla Royal Society a Londra, descrivendo 13 casi di soggetti immunizzati con il vaiolo bovino. La Royal Society rifiutò di pubblicare l’articolo. Jenner lo pubblicò successivamente a sue spese. Questo fatto è emblematico di come la comunità scientifica accolse con diffidenza questa nuova tecnica. Il metodo di Jennner ebbe tuttavia presto un’ampia diffusione ed in breve tempo più di 100.000 persone furono "vaccinate" in tutta Europa. Nel 1805 Napoleone impose la "vaccinazione" a tutte le sue truppe, ed 1 anno più tardi la vaccinazione fu estesa alla popolazione francese.

IL TELESCOPIO Le origini dei telescopi vanno rintracciate all’inizio del Seicento. In Olanda un costruttore di occhiali, Hans Lippershey, nel 1608 scoprì che due lenti diverse, poste alla distanza giusta, consentivano di vedere immagini ingrandite. Il cannocchiale venne utilizzato inizialmente in ambito marittimo, ma presto suscitò anche l’interesse di un professore di matematica originario di Pisa: Galileo Galilei. Lo scienziato perfezionò l'invenzione nel 1609 e creò un cannocchiale capace di ingrandire fino a 30 volte le immagini visibili a occhio nudo. L’invenzione era pensata soprattutto per usi militari, perché permetteva di vedere a distanza navi e truppe nemiche. Galileo, però, puntò il suo strumento anche verso il cielo. Fu proprio dal cannocchiale di Galileo che prese il via la strada che condusse ai telescopi moderni. Il cannocchiale di Galileo aveva vari difetti: distorceva la forma e i colori delle immagini e aveva un campo di vista molto ristretto. Con il passare del tempo i telescopi furono migliorati, ma gli scienziati non riuscivano a eliminare la cosiddetta “aberrazione cromatica”, cioè la distorsione dei colori. LA SVOLTA SETTECENTESCA A risolvere il problema fu Isaac Newton, che nel 1668 sostituì le lenti con degli specchi. Nacque così il telescopio riflettore, che alterava molto meno i colori. Con il passare degli anni l'innovazione di Newton fu perfezionata da altri scienziati e costruttori, tra i quali William Herschel, un musicista tedesco con la passione dell’astronomia, che migliorò gli specchi e costruì un telescopio più performante, riuscendo così a scoprire Urano nel 1781.