4° Corso 9-10 Ottobre 2006 Storia delle Discipline Scientifiche Lucia Lupo lupo@difter.unipa.it

1. 4° Corso 9-10 Ottobre 2006  Storia delle Discipline ScientificheLucia Lupolupo@difter.unipa.it dottorato in storia e didattica delle matematiche della fisica e della chimica a.a.2005-2006

2. Tanto rumore per “il” nulla:il seicentesco dibattito sul vuoto interpretato nella prospettiva storiografica del programma forte Istruzioni per la navigazione: Alcune immagini e le parole sottolineate contengono dei link alle diaposive in appendice o a siti esterni, una navigazione completa richiede quindi il collegamente on-line Questo pulsante permette di tornare alla diapositiva precedente BIBLIOGRAFIA

3. Il Leviatano e la pompa a vuoto Il volume ricostruisce l’intenso dibattito teorico nell’Inghilterra del Seicento tra i sostenitori della scienza sperimentale e i fautori di una fisica razionalistica …il trionfo della <<cultura dell’esperimento>> sia stato in realtà condizionato da ben precise circostanze storiche e convenzioni sociali. Dalla terza di copertina [1]

4. La metafora di Collins <<le credenze istituzionalizzate sul mondo naturale sono come la nave dentro la bottiglia, mentre gli esempi di controversia scientifica ci offrono l’occasione di osservare che un tempo la nave era una pila di bastoncini e corde e si trovava fuori dalla bottiglia>> H.M.Collins The Seven Sexes [1] pag 8

5. Il filosofo <<Hobbes fu uno dei tre più importanti filosofi meccanici intorno alla metà del XVII secolo insieme con Descartes e Gassendi>> R. H. Kargon (Atomism in England) [1] pag 9 Thomas Hobbes (1588-1679)

6. Il chimico << Boyle (come si insegnava ai ragazzi quando ero giovane)fu il “padre della chimica e il figlio del Conte di Cork”; oggi lo si ricorda principalmente per la “legge di Boyle”…>> Bertrand Russel 1945, [2] Robert Boyle (1627-1691)

7. Il vuoto << in fisica, il vuoto è l’assenza di materia in un volume di spazio (…) L’antitesi del vuoto, che è tecnicamente inottenibile, viene chiamata pieno.>> http://it.wilkipedia.org/wiki/Vuoto Vuoto (10-9Pa, 105Pa)

8. Breve storia filosofica del concetto di vuoto: Grecia antica -----medioevo Democrito: l’universo è formato da atomi (unità indivisibili, eterne e immutabili) che si muovono di moto rettilineo uniforme in uno spazio vuoto. Aristotele: il vuoto non esiste. Nel IV libro della fisica presenta i paradossi che nascono dall’ammissione dell’esistenza del vuoto: un proiettile prosegue il suo moto perché l’aria lo spinge, se ci fosse il vuoto non ci sarebbe movimento e i corpi avrebbero velocità infinita. Gli scolastici riprendono Aristotele, facendo delle sue affermazioni un credo quasi religioso Natura abhorret a vacuo

9. Breve storia filosofica del concetto di vuoto:Età moderna • Cartesio: 1644 Principia Phylosophiae La materia esiste perché occupa spazio, il vuoto non esiste, laddove sembra ci sia il vuoto, in realtà si trova la "materia sottile“, che ha caratteristiche diverse dalla materia ordinaria ed è rarefatta ed impercettibile, e si muove formando dei vortici. Gassendi: critico della metafisica legata ad Aristotele e alla scolastica riprende Epicuro, e concepisce l’esistenza del vuoto come spazio assoluto che non dipende dalla presenza di corpi.

10. Hobbes Le opinioni di Epicuro mi sembrano assurde, nel senso in cui mi pare che egli intenda il vuoto. Infatti credo che ciò che egli chiama vuoto, Descartes lo chiama materia sottile, mentre io lo chiamo purissima sostanza eterea. Hobbes a Sorbière, 1657 Hobbes elabora una filosofia pienista durante la sua permanenza in Francia (anni ‘40), periodo in cui ha modo di discutere con i filosofi naturali.

11. Il “pienismo” di Hobbes Supponeva che il mondo contenesse un aggregato di corpi visibili (la Terra e le Stelle), e di corpi invisibili, come… …I piccolissimi atomi, disseminati per l’intero spazio tra la terra e gli astri Un fluidissimo etere che riempie tutto il resto dell’universo, in modo tale che non si lascia nessuno spazio vuoto. Elementa philosophica :De Cive (1651),De Corpore (1655), De Homine (1658)

12. Il Leviathan1651 Trattato di filosofia politica, in cui viene giustificato lo Stato Assoluto, Citazione dalla Bibbia

13. L’ontologia politica: la sostanza incorporea Chi non obbedirà ad un prete che può fare Iddio, piuttosto che al suo sovrano, anzi piuttosto che a Dio stesso? O chi, temendo gli spettri, non porterà grande rispetto a quelli che possono santificare l’acqua che glieli scaccia? • un assurdo modo di usare il linguaggio • un assurdo filosofico • una risorsa ideologica per la religione • il mondo è pieno di corporeità • ciò che non è corpo non esiste • non può esserci vuoto.

14. vedere doppio Governo temporale e spirituale non sono che due parole introdotte nel mondo per far si che gli uomini vedano doppio e si ingannino sul loro sovrano legittimo [… non vi è ] altro governo in questa vita, sia dello Stato, sia della Religione, che non sia temporale […] e chi governa deve essere uno

15. Modello di conoscenza Il Leviathan svaluta la conoscenza fattuale, contrapposta alla conoscenza corretta (basata sul ragionamento geometrico) l’esperienza individuale è soltanto senso e memoria, impressione sensibile causata dai movimenti della materia che colpisce gli organi di senso umani e viene trasmessa la cervello e al cuore.

16. Cosa cerca il “chimico scettico” Boyle? Il vuoto “operativo” sulle orme di …Torricelli, Pascal e Van Guericke

17. Gli scavatori fiorentini sapevano che non si poteva far salire l’acqua in una pompa aspirante oltre un certo limite (34 piedi ~ 9 metri) Galileo descrisse il fenomeno trovando come limite alla possibilità di aspirazione 18 braccia (~11 metri): al di sopra di questa misura la colonna si rompeva, a causa della “ la forza del vuoto” I predecessori: Galileo

18. L'esperienza di Gasparo Berti presso il Convento dei Minimi sul Pincio Incisione da Technica Curiosa Technica curiosa, sive, Mirabilia artis, G. Schott Würzburg 1664 I predecessori: Berti

19. Il programma sperimentale contro l’horror vacui aristotelico << Noi viviamo sommersi sotto un oceano costituito dall’elemento aria, che esperimenti incontrovertibili hanno dimostrato avere un peso>> Rif bibl [5]

20. L’esperimento di Torricelli 1644 Costruzione del barometro Idea geniale: usare il mercurio Descrizione nel racconto di Pascal

21. Il programma sperimentale contro l’horror vacui aristotelico: Pascal 1648 Ipotesi: la pressione dell’aria diminuisce con l’altitudine Esperimento: fece portare un barometro dalla natia città di Clermont fino alla cima vulcanica del Puy-de-Dôme Risultati: la differenza fra le rilevazioni era superiore a tre pollici di mercurio. (I dati intermedi sono così perfetti che sanno di interpolazione) circa cinquecento braccia più in alto

22. di conseguenza ormai non trovo più difficoltà ad accettare che alla natura non ripugna il vuoto, e non fa nessuno sforzo per liberarsene; che tutti gli effetti che venivano ascritti a questa ripugnanza sono invece dovuti al peso e alla pressione dell’aria, che è la loro unica causa reale

23. Il programma sperimentale contro l’horror vacui aristotelico: Von Guericke

24. 1657: gli emisferi di Magdeburgo

25. La restaurazione Il 1660: un anno eccezionale Fondazione della Royal Society Il ritorno delle menti illustri

26. Boyle: Esperimenti paradigmatici • XVII ….. Il vuoto nel vuoto (riproduzione dell’esperienza torricelliana) • la pressione e all’elasticità (spring) dell’aria • XXXI….. La coesione • l’onestà intellettuale del virtuoso

27. XVII: l’ipotesi Considerai che, se la vera e unica ragione per la quale il mercurio non cade più in basso è che, a quell’altezza, la colonnina di mercurio nel tubo è in equilibrio con la colonna d’aria che si suppone vada del mercurio, con cui è a contatto, fino alla sommità dell’atmosfera, allora, se fosse stato possibile compiere questo esperimento fuori dall’atmosfera, il mercurio nel tubo sarebbe sceso allo stesso livello di quello nel recipiente,

28. Boyle prese un tubo di 3 piedi, lo inserì nel recipiente e lo sigillò con il diachylon XVII - descrizione Di qui dedussi (cosa del resto molto facile) che, se l’esperimento si poteva compiere nella nostra macchina, il mercurio si sarebbe abbassato al di sotto del livello delle 27 dita, in proporzione all’aspirazione dell’aria dal recipiente. Quando tutto fu pronto, fu tirato verso il basso il pistone e, non appena uscì una colonna d’aria dal recipiente, il mercurio nel tubo, come ci si attendeva, scese, e noi, preso nota con precisione (tramite il contrassegno fissato all’esterno) del punto dove si era arrestato, facemmo aspirare ancora all’addetto alla pompa dopo un quarto d’ora non si otteneva ulteriore abbassamento.

29. Non risolvere la questione del vuoto, ma fondarne sperimentalmente l’idea XVII - interpretazione Avevo sperato (…) che tale esperimento mi desse la possibilità di congetturare con migliore approssimazione di quanto non sia stato fatto finora la proporzione fra la pressione dell’aria e la pesantezza del mercurio Se veniva immessa altra aria il mercurio saliva molto più in alto del livello consueto di 27 dita, per ricadere immediatamente al livello a cui si trovava prima non appena si lasciava uscire tale aria

30. Il vuoto “operativo” Boyle Vostra Signoria si aspetterà forse a questo punto che, […] io dovrei qui introdurre la mia opinione personale su tale controversia, […] che lo spazio lasciato dall’aria estratta sia veramente vuoto, […] non ho tempo né capacità per entrare in un dibattito su una questione così particolare

31. Pieno o vuoto? …io me ne lavo le mani! i <<vacuisti>> considerano vuoti perché sono chiaramente privi di aria e di qualsiasi corpo più consistente, i <<pienisti>> non dimostrano che tali spazi sono pieni di quella materia sottile di cui essi parlano, […] si limitano alla conclusione che ci deve essere tale materia, per la semplice ragione che non può esistere il vuoto. la controversia sul vuoto una questione più metafisica che fisica, che quindi non discuteremo più in questa sede…

32. In presenza di testimoni illustri questo esperimento fu ripetuto a distanza di qualche giorno alla presenza di quegli eccellenti e giustamente famosi professori di Matematica, il dr Wallis, il dr Ward e il signor Wren, che vollero onorarlo della loro presenza, e che nomino sia perché considero un onore il fatto di essere conosciuto da loro, sia perché sono lieto di aver avuto dei testimoni tanto assennati e illustri al nostro esperimento. Dr Ward astonomo Dr Wallis, matematico Sir Wren, Architetto

33. Premendo l’uno contro l’altro due corpi levigati è possibile farli aderire saldamente in modo spontaneo. L’ipotesi era quella che svuotando la bolla si dovessero separare via via che diminuiva la pressione. L’esperimento non riuscì e questo fu addebitato alla pompa che non sarebbe stata perfettamente stagna. Esperimento XXXI: la coesione

34. Il programma sperimentale:

35. la testimonianza deve essere un atto collettivo pluralità  compiere gli esperimenti in uno spazio sociale: il laboratorio (registro per gli esperimenti) Se non tutti potevano assistere… le testimonianze si potevano moltiplicare facilitando la riproduzione testimonianza virtuale: figure Testimonianza in rima costruzione dei dati di fatto e moltiplicazione delle testimonianze

36. 1661: Hobbes scaglia la prima pietra Dedica a Samuel Sorbiere In fatto di fisica, contendono con me quei membri del Grisham College che godono del massimo credito e che sono quasi maestri degli altri. Mostrano in pubblico nuovi congegni, per esibire quel loro vuoto e altre meravigliose sciocchezze, così come fanno coloro che portano in giro animali esotici, da ammirare senza pagare il biglietto. Tutti costoro mi sono nemici. Dialogus physicus de natura aeris

37. Gli esperimenti non sono aperti al pubblico Visto che costoro si riuniscono, mi pare, in un pubblico edificio, non può assistere alle sedute chiunque altro lo voglia, ed esprimere, come loro, il proprio parere sulle esperienze viste?[…] Con che diritto impediscono l’accesso? Per caso, questa associazione è stata fondata con una concessione speciale da parte dell’autorità? […] Il luogo delle riunioni tuttavia non è pubblico.

38. Nella strategia complessiva della scienza a metà del seicento, Hobbes e la Royal Society si schierano in generale dalla stessa parte […] l’esclusione di Hobbes si spiega facilmente: a nessuno piace incoraggiare un socio seccatore. Skinner “Hobbes and the Early Royal Society” 1969

39. E inoltre… • il programma sperimentale era ozioso, perché non trovava le cause: non si può marcare un confine procedurale tra l’osservazione delle regolarità (i Fatti) e l’identificazione delle cause (le Teorie) • quella non era filosofia (e nemmeno geometria!) • negava alle ipotesi uno statuto diverso dall’asserzione su cause reali

40. ancora… a tutte le spiegazioni di Boyle c’erano spiegazioni alternative. Un esempio: l’esperimento della vescica È la prova dell’elasticità dell’aria Dipende dalla violenta circolazione della parte più pura dell’aria Saggi di naturali esperienze fatte nell'Accademia del Cimento, Firenze 1666

41. Contrasto fra le forme letterarie entrambi usavano la forma dialogica per mobilitare il consenso Nel 1661 scrivo “The Sceptical Chymist” in forma di dialogo, usando come punto di forza i dati di fatto Nel Dialogus Physicususo il metodo, per correggere gli errori e forzare l’assenso

42. iconografia • Hobbes usava solo figure di carattere geometrico che rappresentano ricostruzioni geometriche astratte di processi fisici • mentre Boyle usava delle incisioni che “fotografavano” l’apparato sperimentale.

43. E soprattutto… I sistemi sperimentali sono vulnerabili (la pompa non era integra e non era uno strumento filosofico degno di fede)

44. Examen of Mr. T. Hobbes his Dialogus Physicus De Natura Aeris (1662) sembra aver frainteso la mia concezione dell’aria. Infatti quando dico che l’aria ha una gravità e un potere elastico, o che l’aria viene in gran parte pompata fuori dal recipiente, è sufficientemente chiaro che parlo dell’aria nell’accezione ovvia del termine, come parte dell’atmosfera che respiriamo e in cui ci muoviamo.

45. I punti chiave della risposta • tecnica: modifica il progetto della pompa • modifica il programma sperimentale • risposta ideologica: con motivazioni teologiche respinge la filosofia naturale di Hobbes

46. Le modifiche tecniche • l’apparato viene immerso in acqua • la pompa viene spostata e la campana poggiata su un piano separato • migliorie al mastice

47. modifica del programma sperimentale l’etere! Se c’era un etere, non disturbava gli esperimenti, quindi non aveva proprietà fisiche rilevanti per il programma degli esperimenti con la pompa pneumatica. L’etere non era <<sensibile>> ed era pertanto un’entità metafisica senza ruolo legittimo nel il programma sperimentale. Continuation of New experiments physico-mechanical I parte 1669, II parte 1680

48. risposta ideologica:… motivazioni teologiche • <<Boyle invitava i filosofi naturali a respingere le idee di Hobbes perché pericolose per la vera religione e per la concezione della natura richiesta da un cristianesimo correttamente inteso, perché proponeva una concezione della divinità e della sua funzione manifestamente insufficiente a convincere gli uomini della sua esistenza e delle provvidenza e invitava all’ateismo. • Secondo Boyle la natura non poteva essere intesa come agente: da sola non può far nulla, la fonte ultima dell’agire del mondo è Dio.>> [1]

49. Risposta ideologica … diritto al meccanicismo Erano entrambi filosofi meccanici, aborrivano l’horror vacui, evitavano di attribuire moto spontaneo alla materia ma si accusavano di violare il meccanicismo Il movimento pertiene naturalmente ad alcune, se non a tutte le parti della materia Il movimento non pertiene essenzialmente alla materia

50. Anche altri fraintendono: Francisus Linus Tractatus de corporum inseparabilitate (1661) Ipotesi del FUNICULUS