I primi secoli dopo la nascita di Cristo sono caratterizzati dai commentatori della scienza greca. Ricordiamo alcuni nomi come Boezio, Cassiodoro, Alcuino. Quest'ultimo fu un noto esponente della SCHOLA PALATINA, voluta da Carlo Magno. Il merito di far riscoprire la scienza greca va attribuito senz'altro agli Arabi che, d'altra parte, si trovarono anche implicati nella distruzione della biblioteca di Alessandria d'Egitto. L'impero arabo, fondato da Maometto (571-632 d.C.), nel VII secolo inizia l'espansione che tocca anche la Sicilia e l'Italia meridionale. La scuola di Salerno diventa un centro culturale di notevole importanza. Nel XI secolo un papa, Silvestro II, introduce in Europa le tecniche arabe di calcolo con uno strumento detto abbaco. L'Europa medioevale, dopo le crociate contro gli infedeli, studia la loro scienza. Il secolo XII è l'epoca delle traduzioni che porteranno poi alla compilazione delle "enciclopedie" del Medioevo. Agli Arabi siamo debitori del nostro sistema di numerazione, di tecniche per la fusione dei metalli, dei mulini ad acqua che si diffusero in Europa. Astronomia, alchimia, medicina hanno una matrice araba. Gli Arabi avevano imparato la numerazione dagli Indiani; quando le Repubbliche marinare entrarono in contatti commerciali con questi popoli le loro scienze avevano passato il momento di fulgore, ma le opere dei loro scienziati come Alhazen, astronomo, matematico e fisico e al Khuwarizmi, matematico e algebrista, influenzarono la cultura europea. Il merito di aver introdotto la numerazione araba va al pisano Leonardo Fibonacci.

La fisica moderna ha inizio con Leonardo da Vinci (1452-1519). Pittore, scultore, ingegnere, matematico e fisico si definisce "omo sanza lettere"; probabilmente nel suo tempo "omo con lettere" doveva avere ben altra cultura, una cultura legata a una sbagliata interpretazione della scienza greca. Leonardo sostiene che "la sapienza è figliola dell'esperienza", progetta la bonifica della Lomellina, studia il modo di prosciugare le paludi Pontine, inventa il paracadute, studia la meccanica delle macchine volanti, dei sommergibili e ci lascia mirabili disegni di anatomia. Trova il tempo di illustrare le opere di un matematico suo contemporaneo, Luca Pacioli (1445-1514) a cui si devono interessanti studi sulle proporzioni, sui quadrati magici e che apre la via ai grandi algebristi italiani del cinquecento.

Fra i più noti ricordiamo Niccolò Tartaglia (1499-1557) e Gerolamo Cardano (1501-1576) famosi per i "Tornei matematici". I matematici si sfidavano, nelle Università, a risolvere particolari problemi ed equazioni anche in presenza di un numeroso pubblico.

Nasce il metodo della fisica: Galileo Galilei

Galileo Galilei (1564-1642) nacque a Pisa e morì cieco ad Arcetri. Sono note le sue vicende e la condanna subita a opera del Sant'Uffizio di Roma. Difensore della teoria di Copernico (1473-1543) che poneva il Sole al centro del sistema solare, fu costretto in età avanzata a subire processi per le sue opere "Il saggiatore" e il "Dialogo dei massimi sistemi". Le sue più note scoperte sono la legge sulla caduta dei gravi, il moto del pendolo, il cannocchiale. Studiò le oscillazioni del pendolo che confrontò con un "orologio personale": i battiti del suo cuore. Costruì un cannocchiale astronomico, studiò i satelliti di Giove, le macchie solari, i mari della Luna; con esperimenti di caduta dei gravi dalla Torre di Pisa definì la legge della caduta dei corpi. A parte le sue scoperte, Galileo merita un posto particolare nella storia della fisica per il suo metodo veramente innovatore.

Il metodo di Galileo

Per lo studioso è importante il modo di osservare i fenomeni fisici con un metodo che si può dividere in quattro fasi:

1) esperienza che Galileo chiama sensata;

2) ipotesi di lavoro sull'esperienza svolta;

3) deduzioni logiche e matematiche;

4) cimento sperimentale.

In altre parole lo scienziato non si deve accontentare di fare l'esperimento ma deve anche, come diremmo oggi, matematizzarlo e poi ancora eseguire altre verifiche (cimento sperimentale) con la sperimentazione.

La relatività di Galileo

Ai tempi di Galileo non si conosceva qual era la velocità della luce; lo scienziato escogitò un metodo per stabilire se la velocità si doveva considerare finita o infinita. L'esperimento non portò nessun chiarimento al problema ma, comunque, possiamo dire che Galileo fu il primo a porre la questione come risolvibile con un esperimento invece che con discussioni filosofiche. Galileo espose la sua relatività affermando che i fenomeni fisici che possono accadere in un sistema si realizzano nello stesso modo sia che il sistema sia fermo sia che si trovi in moto rettilineo uniforme. In termini semplici il problema è questo: un viaggiatore, che nella cabina di una nave osserva delle "stille" d'acqua che cadono da un vaso in un altro, vede lo stesso fenomeno realizzarsi nello stesso modo sia con la nave ferma sia con la nave in movimento.

Dopo la morte di Galileo la sua opera fu continuata da alcuni suoi allievi. Fra questi vorremmo ricordare Evangelista Torricelli (1608-1647) inventore del barometro a mercurio che misura la pressione atmosferica. L'invenzione pone definitivamente nel dimenticatoio la polemica del "vuoto" che tratteremo fra poco. Se Galileo fu uno scienziato veramente completo, noto anche per il suo apporto alla matematica, un suo contemporaneo, Johannes Keplero (1571 -1630), portava avanti gli studi di astronomia enunciando le leggi che regolano il moto dei pianeti attorno al Sole. Il cannocchiale di Galileo era comparso nel 1610; pochi anni dopo furono costruiti i primi microscopi che dovevano permettere enormi progressi nello studio degli organismi viventi e delle malattie.

Matematici e fisici francesi

Tre grandi scienziati, filosofi, matematici e fisici nascono in Francia e aprono la strada a Newton. René Descartes (Cartesio) (1596-1650). Cartesio è noto soprattutto come matematico per aver introdotto le coordinate che portano il suo nome. Per la verità, le coordinate di Cartesio non erano perpendicolari. La fisica, secondo Cartesio, ci deve rendere padroni della natura. Non sempre i suoi esperimenti erano rigorosi ma la sua influenza fu senz'altro sentita presso i suoi contemporanei. Mentre Galileo cercava di spiegarsi "come" avvenivano certi fenomeni, Cartesio voleva conoscere "perché" certi fenomeni si verificano. Oggi sappiamo che sono importanti sia il "come" sia il "perché". Il filosofo francese aveva un carattere difficile e fu in polemica con molti scienziati del suo tempo fra cui Fermat e Pascal. Sebbene in età avanzata, si recava tutte le mattine dalla regina Cristina di Svezia, desiderosa di prendere lezioni da lui. Non deve stupire se i sovrani di quel tempo si facevano istruire dai filosofi: era un'abitudine molto comune. Le lezioni a Cristina, date alle cinque del mattino, furono fatali per lo scienziato che morì di polmonite. Blaise Pascal (1623-1662), figlio di un matematico, rivelò giovanissimo la sua intelligenza. Si interessò di calcolo meccanico e inventò una piccola calcolatrice che testimonia come i calcoli numerici fossero poco graditi anche agli scienziati di fama. Nel campo della fisica porta il suo nome il noto principio di Pascal: la pressione esercitata su di un fluido si trasmette con uguale intensità in tutte le direzioni. Su questo principio si basa la realizzazione del torchio idraulico.

Pierre de Fermat (1601 - 1665). Cartesio aveva trattato fenomeni di ottica; in particolare ricor-diamo la sua spiegazione dell'arcobaleno. Senza approfondire l'argomento, che avrai modo di co-noscere in seguito, il disegno mette in evidenza questa teoria. Un raggio di solepenetra nella goccia d'acqua, segue il cammino indicato, e arriva ad essere percepito dall'osservatore con un certo colore. La spiegazione intuita da Cartesio fu più tardi completata da Newton. Anche Fermat si occupò di ottica, di qui le sue polemiche con Cartesio. Fermat stabilì il principio che la luce si propaga seguendo le vie più brevi. Non possiamo esaminare più a fondo questo principio ma vogliamo ricordare un altro aspetto dello studioso che fu considerato uno dei più grandi geometri del suo tempo. Le sue opere furono pubblicate dopo la sua morte perché il figlio si prese l'onere di ricercare i brillantirisultati del padre annotati in margine a libri di altri autori.

Università e accademie

Finora abbiamo parlato delle opere degli scienziati, vorremmo ora spendere qualche riga per spiegare quali erano i centri di cultura nel periodo storico che abbiamo esaminato. Le università hanno avuto origine nel Medioevo. Nel 1158 Federico Barbarossa riconobbe all'Università di Bologna l'aspetto corporativo, con un capo, il rettore, e uno statuto a cui erano legati professori e studenti. Simili istituzioni sorsero in Italia e in tutta Europa. Padova, Pavia, Oxford, Colonia sono solamente alcuni nomi indicativi. Con il Rinascimento gli studiosi sentono la necessità di altre organizzazioni dove si potessero riunire e scambiare le opinioni: le accademie. E' significativo che Galileo Galilei aderì a una di queste accademie: l'Accademia dei Lincei, fondata nel 1603 a Roma da Federico Cesi. Il nome dell'accademia deriva da un animale noto per la sua vista acuta e penetrante: la lince. L'accademia fu sciolta e ricostituita numerose volte. Dalla fine del secondo conflitto mondiale il suo nome è Accademia Nazionale dei Lincei. Un'altra accademia italiana fu fondata da Leopoldo de' Medici con il nome di Accademia del Cimento (1657-1667), la sua vita fu breve anche se diede buoni risultati, comunque sottolinea l'interesse dei potenti per le scienze. L'esempio italiano fu seguito in altri paesi europei con risultati più continui. In Inghilterra si fondò la famosa Royal Society nel 1660 e in Francia l'Accademia delle Scienze nel 1666; quarant'anni dopo veniva fondata l'Accademia Prussiana delle Scienze. Ancora oggi le accademie costituiscono un importante punto di riferimento per la ricerca scientifica.

Le condizioni della popolazione

L'Europa entra nel Medioevo. La vita per gli strati più poveri della popolazione non era facile. Lavoravano e pagavano forti tasse. I così detti "servi della gleba" erano anche privi di libertà personali, i loro figli non potevano migliorare la loro condizione. I borghesi, gli abitanti del borgo, praticavano arti e commerci ma erano onerati da tasse che dovevano pagare al vassallo dell'Imperatore. E' l'epoca dei castelli circondati da fossati, con ponti levatoi e difesi da catapulte e arcieri. La fine del mondo è attesa per l'anno mille e la maggioranza della popolazione vive legata a superstizione e sporcizia. Malattie e pestilenze sono accettate come punizione per i peccati. Dopo l'anno mille si nota un risveglio generale: il commercio diventa più florido, si fondano in Italia le Repubbliche Marinare: Amalfi, Pisa, Genova, Venezia entrano in contatto con Indiani e Cinesi. Dopo l'era delle crociate, il contatto con i popoli arabi porta nuove innovazioni: la bussola e il timone. I borghesi danno vita ai primi comuni che diventano fiorenti e ben organizzati. lì passaggio dal Comune al Principato segna un progresso rispetto alla vita medioevale. L'invenzione della stampa (1400) permette la diffusione di libri che prima erano riservati a pochi e, come sai, erano ricopiati dai monaci amanuensi.

I potenti hanno fiducia nelle nuove scoperte di Leonardo, si circondano di studiosi e favoriscono imprese come la scoperta dell'America da parte di Cristoforo Colombo (1492). I viaggi per mare contribuiscono alla conoscenza della geografia. Vespucci, Magellano, Verrazzano, Caboto percorrono i mari, i "conquistadores" mettono a ferro e fuoco l'America con nuove armi (la polvere da sparo fu scoperta nel XIV secolo), cancellano civiltà famose, si impadroniscono dei te-sori dei Maya, degli Aztechi e degli Incas. La matematica e la geometria permettono a Gerhard Mercatore (1512-1594) di mettere a punto un sistema di cartografia detto proiezione di Mercatore (la forma sferica della Terra viene proiettata sul piano). Nel 1517 Martin Lutero, monaco agostiniano, dà l'avvio alla riforma protestante. La riforma prese spunto dalla vendita delle indulgenze e portò alla fondazione della Chiesa protestante a cui si legarono i popoli tedeschi e anglosassoni. In Italia il 1600 fu disastroso dal punto di vista politico: lotte interne, occupazione spagnola, lusso dei nobili contrapposto alla miseria del popolo. Gravi epidemie, come la peste descritta da Alessandro Manzoni ne "I promessi sposi", trovavano i medici impreparati a combatterle. Le cure risalivano a pratiche legate all'alchimia o erano ancora più vicine alla vera e proprio stregoneria. Le norme igieniche non erano ancora conosciute alla maggioranza della popolazione. Nello sviluppo di questa parte storica abbiamo citato numerose civiltà (Indiana, Cinese, Greca, Araba, Americana); in particolare abbiamo esaminato alcuni aspetti della civiltà europea ma, al di là di quelle che riteniamo polemiche socio-politico-scientifiche, fra chi addita l'Europa come centro della cultura (eurocentrismo) e chi non accetta questa impostazione, rimane un inquietante interrogativo. Come si sarebbero sviluppate le civiltà americane se non fossero state distrutte dai "conquistadores" spagnoli?