Si è soliti indicare il periodo dell'Umanesimo e del Rinascimento col termine Naturalismo, intendendo con ciò un rinnovato interesse per la conoscenza del mondo esterno, che la concezione teologica ed unitaria del medioevo aveva trascurato riducendolo a mera appendice del Regno di Dio. Questo periodo conserva alcuni degli elementi peculiari del precedente, ma allo stesso tempo anticipa alcuni degli elementi di novità delle successive rivoluzioni scientifiche, formando uno strano ibrido tra antico e moderno. L'interesse per la natura non ha ancora le caratteristiche di quantificabilità e scientificità che caratterizzano le successive fasi storiche, rimanendo legato a nozioni qualitative, ma si vedono i germi dell'interesse per la modificazione della natura secondo i desideri umani che hanno gettato le basi della tecnica moderna.

Con la riscoperta della natura rinasce anche il problema della conoscenza: la certezza del mondo oggettivo è garantita dalle percezioni e dalla rappresentazione intuitiva che si forma nella mente. Vengono tralasciate le vecchie diatribe di carattere metafisico, in favore di una nuova forma di sapere che ha al centro dei propri interessi la natura e le possibilità dell'uomo tout court, rivalutando nettamente la figura umana in quanto agente e unico soggetto.

I luoghi della cultura cominciano a spostarsi dalle corti e dai centri di potere fino a divenire autonomi, con la nascita delle prime Università ed Accademie; la figura stessa dello studioso assurge a nuovo ruolo, in quanto anche il sapere viene riconosciuto come una professione, dando quindi una qualifica, ed uno stipendio, a coloro che lo scelsero come lavoro. Questo diede la possibilità anche ai non abbienti (sempre entro certi limiti) di poter scegliere la via delle lettere senza necessariamente abbracciare la carriera ecclesiastica, come era invece comune nell'immediato passato.

Si tratta di un periodo in cui posero le basi i molteplici cambiamenti che si verificarono successivamente, e nel quale la condivisione si evidenzia come forza aggregatrice in grado di dare vita ad una nuova organizzazione della comunità degli scienziati, soprattutto tramite la creazione di strutture che saranno in grado, col loro successivo sviluppo, di cambiare i connotati del modo di concepire la scienza e la cultura in generale.

Leonardo da Vinci

Leonardo fu pittore, scultore, ingegnere ed inventore; inoltre fu stimato come conversatore ed organizzatore di feste ed eventi mondani per i potenti presso i quali spesso risiedeva. I suoi studi affrontano ogni campo dello scibile, dalla scienza alla pittura, all'urbanistica, all'ingegneria, riscontrando in ognuno grande successo: in quello scientifico la sua opera richiama il metodo galileiano, in quello artistico la rivoluzione caravaggesca.

Il rapporto tra scienza e arte viene considerato estremamente importante: partendo da una concezione ancora quattrocentesca, Leonardo fa della produzione artistica lo specchio della natura, la quale deve essere studiata e indagata a fondo per essere degnamente rappresentata. Da qui la sua dedizione per gli studi di botanica, anatomia e in particolare ottica, dove l'occhio è considerato come tramite tra l'immagine e l'anima. Per Leonardo la pittura è composizione di luci e di tenebre insieme mista con le diverse qualità di tutti i suoi colori semplici e composti.¹

Leonardo rappresenta uno spartiacque: l'ultimo uomo “completo”, un genio poliedrico in grado di spaziare in ogni ambito della conoscenza, diversamente da come accadrà in seguito con l'affermarsi di una cultura fortemente specialistica. Cercò la conoscenza dei meccanismi dell’Universo attraverso l’esperienza e la ragione: dalla prima per mezzo di osservazioni ricava il materiale su cui la seconda deve argomentare e provarsi. E nessuna conclusione può esser fatta se alla natura non si possono applicare le dimostrazioni matematiche, espressione dell'ordine del cosmo.

...chi biasima la somma certezza delle matematiche si pasce di confusione, e mai porrà silenzio alle contraddizioni delle sofistiche scienze, colle quali si impara un eterno gridore. ²

Scala: progresso e metodo

Tra Cinquecento e Seicento si assiste in Europa a un rapido progresso delle scienze, progresso che non investe soltanto la quantità di conoscenza o le singole branche del sapere, ma che riguarda soprattutto l’introduzione di un metodo. La scienza, in precedenza semplice “ancella” della fede e della tradizione filosofica aristotelico - scolastica acquista una dignità ed una autonomia tutte nuove, elaborando procedure metodologiche che la caratterizzano in maniera specifica. A questa grande trasformazione, iniziata essenzialmente nel campo dell' astronomia, si suole dare il nome di rivoluzione scientifica.

Conseguenza di questo nuovo modo di intendere la cultura scientifica e tecnica che si andava allora formando è la condivisione di una scala di valori, di una direzione positiva: le magnifiche sorti e progressive³ diventano una categoria interpretativa del ruolo dell’uomo in un Universo in cui non è più un semplice osservatore bensì un principio di trasformazione e di miglioramento. Si diffonde una profonda fiducia nella ragione, che con l’aiuto della matematica sembra in grado di cercare e scoprire le ragioni ed i perché delle cose, preparando il successivo avvento della tecnologia, che darà la possibilità al genere umano di modificare fattivamente il mondo che ha intorno.

Ma ciò che soprattutto distingue la scienza moderna dall'attività scientifica esercitata nell'Antichità e nel Medioevo è il carattere quantitativo e metodico. La precedente tradizione scientifica, basata principalmente sulla filosofia aristotelica, si proponeva la ricerca della "forma" essenziale dei fenomeni, e si esauriva pertanto in un'analisi meramente qualitativa.

L' intuizione che la quantificazione della realtà fisica fosse fondamentale l' avevano già avuta i pitagorici e Platone, ma non avevano potuto procedere in questo campo, oltre che per motivi intrinseci al loro sistema filosofico, perché privi sia di una dotazione strumentale per effettuare le misurazioni, sia di una matematica adatta alla descrizione quantitativa della realtà piuttosto che alla deduzione da essenze immutabili.

Il nuovo metodo scientifico inoltre parte dal presupposto che l'essenza delle cose può anche essere inattingibile, ma che questo esula dalle finalità della scienza, la quale deve invece indagare i rapporti tra le cose ed esprimerli attraverso una misurazione oggettiva e universalmente comunicabile. Oggetto della scienza diventa il fenomeno inteso non come complesso di qualità percepite dai sensi, ma come oggetto di misurazione.

La principale differenza consiste nel ruolo fondamentale assunto dalla matematica, le cui nozioni esatte e precise vengono applicate ai fenomeni fisici, con l'ambizione di scoprire la vera struttura della materia. Si giunge così al meccanicismo, che esclude le qualità e le essenze e riduce la natura a masse in movimento.

Nella scienza moderna, la connessione tra la causa e l'effetto non viene tuttavia determinata soltanto dallo strumento matematico, ma sottoposta anche a verifica empirica. Accanto alla matematica, la sperimentazione è il secondo mezzo a cui i nuovi scienziati fanno metodicamente ricorso. L'applicazione del calcolo alla tecnica permise la costruzione di strumenti, ancora poco precisi ma concettualmente diversi dal comune utensile. Mentre l'utensile è semplicemente un prolungamento e un potenziamento dei sensi, l'idea di strumento che guidava Galileo Galilei⁴ era diversa: il telescopio e poi il microscopio vengono costruiti per bisogni teorici, per attingere a ciò che non cade sotto i nostri sensi, per vedere ciò che nessuno ha mai visto.

La rivoluzione copernicana

La rivoluzione scientifica del 1500 - 1600 ha come icona la rivoluzione astronomica nota come rivoluzione copernicana. Il vero motivo per cui questa teoria è così importante a distanza di secoli, nonostante alcune sue affermazioni si siano poi rivelate false alla prova dei fatti, è stato il coraggio dell'autore di affermarla nonostante andasse contro decine e decine di dogmi dell'epoca, che oggi un po' troppo semplicisticamente chiamiamo pregiudizi e superstizioni.⁵

Uno degli aspetti più interessanti di questa rivoluzione astronomica é dato dalle conseguenze che essa ha avuto sul pensiero della gente comune, talmente disorientata dalla novità da perdere ogni punto di riferimento: la Terra, che era sempre stata ritenuta al centro dell' universo, diviene uno dei tanti pianeti (neanche il più importante), l' uomo non é più al centro del creato, per di più in un periodo in cui la scoperta dell' America aveva già messo in crisi l' Europa e la sua centralità nella storia; il cristianesimo stesso non era più un punto di riferimento unico da quando lo scisma causato da Lutero, a cui faranno poi seguito Anglicani, Calvinisti e molti altri, fa sì che siano presenti diverse chiese cristiane sul territorio europeo. Questo spaesamento delle persone non addentro ai problemi scientifici diventerà poi una costante del modello di sviluppo che si verifica ancora oggi, causato soprattutto dalla crescente specializzazione delle varie discipline scientifiche, giunte ormai ad un tale livello di difficoltà da non consentire alcun genere di comprensione a chi non fa parte della cerchia degli specialisti.

Si tratta di un' epoca in cui é complesso distinguere la dimensione scientifica da quella filosofica: il rapporto filosofia - scienza predominante in questo periodo si intreccia in una duplice maniera; da un lato alcune modificazioni apportate alle concezioni allora dominanti saranno così radicali da coinvolgere l' immagine globale del mondo e non solo quella degli scienziati. L' altra maniera in cui in questo periodo filosofia e scienza si intrecciano é epistemologica: la scienza moderna é novità non solo per i contenuti che propone, ma anche per il modo in cui arriva ad elaborarli. Il problema fondamentale allora diventa essenzialmente metodologico.

Bacone

Francis Bacon⁶ fu oggetto di svariate leggende: si volle che fosse figlio naturale della regina Elisabetta e che fosse l'autore delle opere di Shakespeare. Studiò a Cambridge, per poi trascorrere alcuni anni a Parigi al seguito dell' ambasciatore di Francia; tornato in patria intraprese la carriera politica, conseguendo incarichi e onori sempre più elevati⁷ grazie anche alla sua totale spregiudicatezza, che gli consentì, per esempio, di diventare accusatore pubblico del suo protettore, incriminato e mandato a morte per tradimento. Ma nel 1621 la fortuna gli voltò le spalle: accusato di aver ricevuto denaro da una delle parti che doveva giudicare, dovette riconoscersi colpevole di corruzione, fu sospeso dalle funzioni e condannato, a discrezione del Re, a un' ammenda e al carcere. Grazie al favore di cui ancora godeva presso la corona, riuscì ad aver condonate entrambe le pene, ma dovette ritirarsi a vita privata, finché lo sorprese la morte nel 1626.

Secondo Bacone la scienza può e deve trasformare la natura e con essa le condizioni di vita umane; è vista come uno strumento costruito dall’uomo in vista della realizzazione di valori di fratellanza e di progresso: ha il compito di strappare alla natura i suoi segreti per instaurare sulla terra il regno dell’uomo. In polemica con l'aristotelismo universitario dell'epoca e la tradizione magico-alchimistica, affermò che il sapere scientifico deve spingersi verso nuove conoscenze e fondarsi su prove di cui si pubblicizzano e si discutono i risultati. Ad una cultura di tipo tecnico-letterario egli intende sostituire una cultura tecnico-scientifica; ad una logica che pretende di cogliere e di fissare le strutture del reale una logica dell’invenzione, dell’esperimento e della scoperta.

Il suo fondamentale contributo alla storia della scienza è stato il metodo, improntato all'universalità della conoscenza ed alla sua trasmissibilità tra persona e persona tramite l'utilizzo di un linguaggio univoco e, per l'appunto, universale. Ma il metodo baconiano, se condivide con quello galileiano l'esigenza di una sapiente combinazione di esperienza e ragionamento, é totalmente privo di quel legame con la matematica e con l' analisi quantitativa dei fenomeni che costituisce una delle condizioni imprescindibili della scienza moderna. Sotto questo aspetto, anzi, Bacone é ancora ampiamente legato all' analisi formale e qualitativa dei fenomeni, cioè a una procedura d' indagine che rappresenta uno dei maggiori portati di quella tradizione aristotelico – scolastica, che egli peraltro combatte con tutte le sue forze.

Due sono – e solo possono essere – le vie per ricercare la verità: l'una giunge senza trapasso dal senso e dai particolari agli assiomi generalissimi, e da questi principi e dalla loro immutabile verità deriva e scopre gli assiomi medi – e questa è la via in uso -; la seconda deduce gli assiomi dal senso e dai particolari, procedendo però con misura e a gradi, così da giungere infine agli assiomi generalissimi – e questa è la giusta via, ma non seguita.⁸

Dal punto di vista della condivisione si può affermare che Bacone, con l'introduzione del concetto di universalità e cumulabilità della conoscenza abbia formalizzato un metodo veramente universale per la propagazione e l'incremento dello scibile umano.

Oltre alla risoluzione dei problemi connessi all'elaborazione dei risultati degli esperimenti, il metodo viene impiegato per fornire dati oggettivi, elaborati e prodotti in una maniera univoca, tali quindi da non ingenerare fraintendimenti di sorta tra i vari studiosi.

Nasce il metodo cumulabile, condivisibile ed universale, che rende la scienza una autentica impresa collettiva, e non più affidata al genio o alla perseveranza del singolo: il dominio dell’uomo sulla natura non è mai opera di un unico ricercatore che mantiene segreti i suoi risultati, bensì opera di cooperazione tra menti diverse in luoghi e tempi differenti, ed è necessariamente frutto di una collettività organizzata di scienziati.

Galileo

Galileo Galilei è universalmente considerato come uno dei padri fondatori della scienza moderna: fu tra i primi a concepire un metodo da applicare alla scienza, ed il primo a concepire l'utilizzo di esperimenti per confutare o confermare le proprie ipotesi. La principale differenza con i modelli scientifici precedenti consiste nel ruolo fondamentale assunto dalla matematica, le cui nozioni vengono applicate ai fenomeni fisici nel tentativo di formalizzare i rapporti e le relazioni tra le varie entità fisiche. Il lavoro della scienziato consiste quindi nel superare una osservazione ingenua della realtà, costruendo teorie sempre più esatte per comprendere quanti più fenomeni possibile; in questa ricerca non si deve dimenticare che la varietà della natura è inesauribile.

Galileo fu convinto che la vera conoscenza si possa ottenere solo mediante l'applicazione alla realtà di un ragionamento di tipo quantitativo.

Ma sarebbe erratto affermare che Galileo, a differenza di Aristotele, osserva la natura; forse invece é vero il contrario. Aristotele osservò ancora più di Galileo: la vera differenza tra i due sta nell' utilizzo o meno dell'esperimento, ossia un' esperienza fatta in una situazione controllata e misurabile; ad Aristotele interessano i dati qualitativi, ma non interessano quelli quantitativi. Invece Galileo misura con l' esperimento e quantifica. L'esperimento, inoltre, in quanto consiste nella riproduzione artificiale di processi naturali in condizioni di massima osservabilità, deve servirsi di strumenti di indagine e di misurazione sempre più raffinati.

Forse il ruolo dell'esperimento in Galileo va rivisto alla luce del fatto che non tutti i suoi risultati vennero ottenuti per mezzo di esperimenti come noi oggi li concepiamo, bensì attraverso i cosiddetti “esperimenti mentali”, delle simulazioni nella testa dello scienziato più che vere pietre e piume giù dalla torre di Pisa.

Uno dei limiti dell'epoca era dato proprio dalla scarsità di strumenti tecnici di precisione per effettuare misurazioni accurate e la difficoltà nell'utilizzo della matematica.

I calcoli più semplici erano lunghi e complicati, ed erano sempre in agguato gli errori; per questi motivi rimasero patrimonio esclusivo di una elite di matematici. Galileo fu il primo ad applicare metodi matematici nella fisica, cercando di connettere le manifestazioni della natura alla quantificazione delle sue manifestazioni, andando così ad agire su un elemento oggettivo.

Per i suoi esperimenti approntò diverse innovazioni strumentali per cogliere con la maggior precisione possibile i rapporti numerici tra i vari fenomeni. Per esempio, per le misurazioni del tempo nei suoi esperimenti sul piano inclinato si servì di un orologio ad acqua, ancora meno preciso dei suoi prototipi antichi; fu proprio questa difficoltà a spingerlo verso lo studio matematico dell'isocronismo del pendolo.

Dal punto di vista della condivisione è da notare come l'introduzione del concetto di esperimento abbia introdotto la possibilità di riprodurre all'infinito ogni possibile evento ottenendo risultati omogenei e quantificabili. Questo fatto, unito ad un metodo formale e rigoroso come quello matematico, rese possibile la formazione di una comunità di scienziati che condividevano esperimenti e progetti in maniera estremamente semplice e produttiva. Venivano condivise anche le soluzioni, in quanto accettando i postulati di partenza da determinate assunzioni iniziali è ovvio discendere alle relative soluzioni, rendendo pressoché inutile eseguire complicati calcoli qualora fossero già stati svolti da un altro studioso. Anche gli errori divennero più facili da scovare e da correggere, proprio in quanto essendoci un metodo ben formalizzato ogni eventuale imprecisione era almeno virtualmente sotto gli occhi di tutti.

Corollario sociale: homo faber

Con il passaggio all’età moderna si assiste ad un processo di trasformazione dello Stato: dallo Stato feudale si passa gradualmente allo Stato moderno, caratterizzato da un ampio territorio, dal diritto esclusivo del sovrano di controllare l’esercito per garantire l’ordine interno, di trattare con gli altri stati e di amministrare direttamente i sudditi attraverso un apparato burocratico. La consapevolezza della profondità della trasformazione in atto, della storicità delle tipologie di Stato e della necessità di esaminarne le diverse strutture giuridiche ed amministrative è espressa da Niccolò Machiavelli:⁹ Tutti li stati, tutti e’ dominii che hanno avuto et hanno imperio sopra li uomini sono stati e sono o repubbliche o principati. (...) Sono questi dominii così acquistati, o consueti a vivere sotto uno principe, o usi a essere liberi; e acquistonsi o con le armi d’altri o con le proprie, o per fortuna o per virtù.¹⁰

E' il concetto dell'Homo faber, che con le sue capacità riesce a conquistarsi un posto sia nell'ordine della natura che in quello politico. Non più esclusivamente succube del destino o di cose terribilmente più grandi di lui, è in gradi di ritagliarsi un suo posto nel creato senza dover per questo necessariamente chinare la testa o cospargersi di cenere.

Questa nuova consapevolezza estese i suoi effetti anche fuori dall'area eminentemente politica, generando fermenti anche in ambito culturale: viene perduta la coralità tipica del periodo medioevale a favore di una molteplicità di contributi disparati in ogni ambito; senza più il bisogno di riferirsi ad un sistema di conoscenze universalmente accettato, l'uomo cerca di fondare sulla sua ragione l'intero sistema del sapere, deducendovi in maniere diverse tutto il necessario per dare vita alla conoscenza ed alla cultura.

Non viene del tutto accantonata l'idea di avere un unico punto di riferimento, ed il riferimento all'autorità divina è ancora presente, ma nasce l'esigenza del tutto nuova di non avere intromissioni nell'ambito delle scienze particolari da parte di elementi esterni, che comunque conservano ancora intatta tutta la loro vitalità.