INSEGNAMENTO DI LOGICA E FILOSOFIA DELLA SCIENZA LEZIONE XI FISICA ED EPISTEMOLOGIA IN CARTESIO PROF. FABIO SELLER
Indice 1 La Vita ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 2 Dal Dubbio Metodico Al Cogito -------------------------------------------------------------------- 4 3 Il Concetto Di Scienza ----------------------------------------------------------------------------------- 6 4 La Fisica -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 2 di 13
1 La vita René Descartes (latinizzato Cartesio) nacque a Le Haye, nella Turenna (Francia) nel 1596, in una nobile famiglia. Svolse i suoi primi studi al collegio gesuitico di La Flèche, una delle scuole più prestigiose del tempo, dove ebbe una formazione in studi umanistici e scientifici ispirati alla dottrina aristotelica nella sua versione medievale. I suoi studi proseguirono all Università di Poitiers, dove si laureò in legge. Nella sua vita Cartesio viaggiò molto attraverso tutta l Europa, prestando più volte servizio militare in vari eserciti. Durante il suo viaggio in Olanda nel 1618 conobbe il fisico Isaac Beeckman, che lo spinse all approfondimento delle matematiche e della fisica, soprattutto quelle contemporanee. Nonostante i suoi sforzi e la sua intensa attività di studio, Cartesio appariva insoddisfatto dei differenti paradigmi che pretendevano di fornire una spiegazione esauriente del mondo e dell uomo. Fu nel 1619 che egli ebbe un intuizione che cambiò non solo il corso della sua ricerca, ma anche quello della filosofia occidentale. I risultati della sua speculazione successiva sono contenuti in diverse opere: Il mondo, il Discorso sul metodo (al quale furono allegati trattati di geometria, ottica e meteorologia), le Meditazioni sulla filosofia prima e i Principi della filosofia. Chiamato nel 1649 alla corte della regina di Svezia Cristina, Cartesio accettò; ma il clima rigido gli causò una polmonite che lo condusse alla morte l anno seguente. 3 di 13
2 Dal dubbio metodico al cogito Già durante il periodo di studio a La Flèche, Cartesio avvertì una profonda insoddisfazione del sapere insegnato nelle scuole e nelle Università, perché nessuna delle tradizionali vie filosofiche gli sembrava condurre a una verità indubitabile. La logica aristotelica, rigorosa e necessaria, era un validissimo strumento per espositivo, ma partiva da principi che non erano per sé totalmente indubitabili. Le frequenti polemiche filosofiche dimostravano che nessuna delle teorie sviluppate a partire dall Antichità e durante tutto il Medioevo erano in grado di fornire una spiegazione vera della realtà, al di là di ogni dubbio. La metafisica e le diverse scienze offrono risposte che sono solo probabili, ma non definitive. Neppure la matematica è utile nella conquista della verità: essa è sicuramente la più rigorosa delle scienze, ma è allo stesso tempo astrattissima e di poca utilità nello studio del mondo fenomenico. L esigenza che avverte Cartesio è quella di trovare un metodo valido nella ricerca della verità. In questo contesto di ricerca metodologica vanno inserite le quattro regole che egli formulò, che rappresentano le leggi alle quali si deve attenere lo scienziato nella sua indagine: 1) la prima regola è quella dell evidenza: lo scienziato non deve accogliere nella sua ricerca nessuna idea che non sia evidente, cioè chiara e distinta. La chiarezza e la distinzione delle idee risultano da un atto intuitivo, cioè si giustificano da sé, nel senso che esse si presentano vere nella mente umana al di là di qualsiasi dubbio. 2) La seconda regola suggerisce di suddividere un problema complesso nelle sue parti costituenti. L oggetto di studio deve essere sotto posto a un processo di analisi, che favorisca la distinzione tra falso e vero, che di solito sono mescolati nei problemi complessi. 3) La terza regola è quella della sintesi, per mezzo della quale si ricompone ciò che è stato separato con l analisi, per mezzo di una catena di ragionamenti rigorosi. 4) L ultima regola impone l enumerazione, cioè il controllo dei singoli passaggi al fine di accertarsi che nulla è stato omesso o inserito in modo scorretto. 4 di 13
Una volta stabilite le regole generali del procedere nell indagine scientifica, bisogna trovare un fondamento indubitabile a partire dal quale si possa poi procedere verso altre verità. L unico modo per essere certi che non ci si sta ingannando, è quello di adottare un atteggiamento scettico: se, infatti, dubiterò di tutto ciò che non è immediatamente evidente, allora se individuerò un principio che resista a questo dubbio, esso sarà proprio il principio che cercavo. Se si vuole assumere l atteggiamento scettico fino infondo, bisognerà dubitare anche di quelle proposizioni matematiche che mi appaiono sempre valide. Va sottolineato che il dubbio di cui si serve Cartesio non indica una posizione di scetticismo assoluto come paradigma filosofico per cui nulla è certo e tutto è soggetto all opinione; il dubbio cartesiano è metodico perché esso rappresenta solo un momento nella ricerca di una verità indubitabile ed evidente. Questa verità indubitabile ed evidente di per sé, che resiste a qualsiasi atteggiamento scettico, è l intuizione che se anche pensassi che tutto è falso, ciò che resta fermo è che penso. Anche se dubito, sto pensando, e il fatto stesso che pensi non è di per sé soggetto ad alcun dubbio. I contenuti del mio pensiero prosegue Cartesio sono le idee. Queste ultime possono essere di tre tipi: a) innate, già presenti alla coscienza, prima e a prescindere da qualsiasi esperienza; b) avventizie, cioè provenienti dall esterno, dall esperienza; c) fittizie, cioè costruite da me stesso. La prima idea innata che ogni uomo possiede nella propria coscienza è quella di un essere perfettissimo, infinito, eterno, immutabile, onnisciente e causa di tutto ciò che esiste: questo essere coincide con Dio. Dio è, a sua volta, colui che ha posto in ogni uomo le idee innate, e ne è quindi anche il garante. Tra le idee innate vi è quella dell estensione, cioè della evidenza che esista un qualcosa di esteso oltre alla sostanza spirituale che pensa. L idea di estensione è il fondamento dell intera fisica sviluppata da Cartesio. 5 di 13
3 Il concetto di scienza Per comprendere adeguatamente il concetto cartesiano di scienza bisogna inserirlo nel contesto storico nel quale esso fu sviluppato. La rivoluzione scientifica del XVI secolo ebbe due importanti conseguenze: un mutamento nella pratica scientifica, che è evidente nella fondazione di nuove società scientifiche come la Royal Society e l Académie royale des sciences, e il cambiamento del tipo di conoscenza che i filosofi naturali attribuiscono alla pratica scientifica. L opera di Cartesio fornisce un valido contributo nello sviluppo di tale contesto filosofico-culturale. Nello sviluppo del pensiero scientifico gli autori dei secoli XVI e XVII condivisero molte idee, ma tale condivisione è più evidente in relazione a ciò che essi rifiutarono dei vecchi modelli di spiegazione scientifica, che non riguardo alla proposizione di nuovi. In questo senso l opera di Cartesio occupa un posto fondamentale nella scienza occidentale, perché è soprattutto grazie al suo pensiero che si venne maturando un rifiuto completo del concetto scolastico di scienza, a favore di un nuovo tipo, basato sulla conoscenza ipotetica ed empirica dell universo. Va tuttavia sottolineato che tale passaggio dal vecchio al nuovo modello epistemologico non fu immediato, e spesso gli autori che presumevano di rifiutare il vecchio modello continuarono ad accettare vari aspetti di esso. Uno dei principi alla base della descrizione del mondo teorizzata da Cartesio è l accento sulla inaffidabilità delle nostre sensazioni come base di una conoscenza scientifica. Parlando della luce, ne Il mondo, egli instaura una differenza tra la nostra sensazione della luce e ciò che è realmente presente nell oggetto e produce la sensazione in noi. Nulla ci assicura, infatti, della corrispondenza tra le idee che ci facciamo degli oggetti nella nostra mente, e gli oggetti stessi. A tal proposito, Cartesio illustra il suo pensiero con un esempio (che è presente anche in Galileo): la sensazione di solletico causata da una piuma non rassomiglia in nulla alla piuma stessa, cioè alla fonte della sensazione. Tale esempio serve a mostrare che non vi può essere alcuna validità nella sensazione come base della conoscenza scientifica del mondo. 6 di 13
Come superare, allora, il divario che esiste tra esperienze soggettive (o sensazioni) e le loro cause oggettive? Secondo Cartesio questo spazio può essere colmato dall ipotesi, che ha il carattere della plausibilità. Il dato di base su cui si costruisce la conoscenza scientifica è l opinione ritenuta da Cartesio ipoteticamente plausibile che la causa oggettiva delle nostre sensazioni sia qualcosa di materiale. Egli assume, cioè, che la dimensione, la forma e il moto di piccole particelle di materia siano principi di per se stessi adeguati a spiegare gli effetti fisici e le nostre sensazioni. In altri termini, il mondo fisico ritenuto a fondamento delle nostre sensazioni è concepito da Cartesio come un mondo ipotetico, costituito di un unica e identica materia che è divisibile in molte parti. Naturalmente, date queste premesse, noi non possiamo stabilire a priori il numero, la grandezza o la velocità delle particelle che costituiscono la materia, perché esse sono troppo piccole per essere sperimentate empiricamente. Tutto ciò che possiamo fare è ipotizzare alcune risposte a queste domande, per poi provarne la plausibilità. Quando parla di dimostrazione, Cartesio intende con questo termine qualcosa di essenzialmente diverso rispetto al significato che gli attribuivano gli autori medievali. Secondo questi ultimi, infatti, dimostrare indicava la deduzione di conclusioni a partire da principi stabiliti; per Cartesio, invece, la dimostrazione è un procedimento razionale per mezzo del quale si procede dagli effetti verso cause ipotetiche, o in senso opposto, ma sempre ipoteticamente. Nell elaborazione del concetto di spiegazione, Cartesio parte dalla critica ai concetti di forma e qualità propri della tradizione medievale. Nel caso, ad es., del potere del magnete di attrarre alcuni corpi metallici, gli autori medievali dicevano che ciò accadesse perché c è nel magnete una forma magnetica, o una qualità magnetica. Questo tipo di spiegazione pone però dei problemi. Innanzitutto, sul piano metafisico si assiste a una moltiplicazione di forme e qualità al di là del necessario, nel senso si ha una pluralità indefinita e troppo ampia di forme o qualità. In questo senso, p.es., per spiegare la produzione di calore e luce a partire dal fuoco che brucia, si doveva immaginare che la forma del fuoco possedesse le qualità del calore come qualcosa di distinto dal legno stesso. In secondo luogo, le stesse qualità attribuite ad alcuni corpi dovrebbero essere a loro volta spiegate. Per tali ragioni Cartesio conclude le forme o qualità della tradizione medievale sono ridondanti e non spiegano nulla. In alternativa, egli propone di spiegare tali fenomeni secondo una descrizione meccanica: le proprietà che i fenomeni naturali presentano possono essere sempre spiegate in termini di dimensione, forma (non nel senso medievale, ma in quello geometrico) e 7 di 13
moto di piccolissime particelle di materia. Quindi, spiegare un fenomeno naturale si riduce a proporre un modello di come tali impercettibili e piccolissime particelle possono combinarsi a formare i corpi, e le qualità dipenderanno dalla loro stessa costituzione e dal loro incontro con i nostri organi di senso. A chi gli obiettava la difficoltà di indagare le qualità dei corpi partendo da particelle troppo piccole per essere colte dall esperienza (e quindi, di fatto, inconoscibili), Cartesio rispondeva che nel procedimento scientifico ipotetico si deve fare uso di comparazioni e analogie con fenomeni macroscopici, osservabili; in altri termini, le piccolissime particelle elementari della materia si comporterebbero analogamente (in scala, diremmo oggi) ai corpi di cui possiamo avere esperienza. Per comprendere il paradigma cartesiano di spiegazione scientifica è necessario chiarire alcune questioni. Prima di tutto, la spiegazione scientifica è secondo Cartesio un ipotesi che può rivelarsi anche falsa o insufficiente a spiegare alcuni aspetti della realtà. Quando accade che ci manchi la prova necessaria per identificare la causa di un fenomeno, è sufficiente immaginare una causa che produca l effetto in questione, anche se esso nella realtà potrebbe essere stato prodotto da altre cause. P.es., nell esame delle differenti ipotesi astronomiche per spiegare il moto dei pianeti, non si deve ricercare quale tra tante ipotesi proposte sia vera, ma soltanto quella che ha maggior successo nel fornire una spiegazione valida. Ogni ipotesi formulata in ambito scientifico viene scelta soltanto in quanto ipotesi, e non come verità oggettiva. In sintesi, la metodologia suggerita da Cartesio è quella di costruire modelli che possano essere i migliori, cioè che possano essere in grado di spiegare i fenomeni naturali di cui essi trattano. Nella Prefazione all edizione francese dei Principi, Cartesio introduce una metafora che esprime pienamente il suo punto di vista a proposito del rapporto tra fisica e metafisica. L intera filosofia egli dice è come un albero, le cui radici sono la metafisica, il tronco la fisica e i rami che emergono dal tronco sono tutte le altre scienze; queste ultime possono essere ridotte a tre principali: la medicina, la meccanica e la morale. La fisica, quindi, è basata sulla metafisica, e da essa dipende. In questo senso vanno intese le critiche da lui mosse a Galileo. Lo scienziato italiano avrebbe agli occhi di Cartesio impostato il suo studio scientifico trascurando di porsi domande 8 di 13
sui fondamenti del mondo naturale, e procedendo con spiegazioni di poche particolari questioni. Il punto di vista cartesiano è del tutto opposto a quanto avviene nella fisica contemporanea; in quest ultima, infatti, lo studio sperimentale dei fenomeni porta alla formulazione di teorie, e solo in un secondo momento le teorie scientifiche hanno delle implicazioni sul piano metafisico. Per Cartesio, invece, bisogna prima di ogni ricerca avere chiari i principi metafisici, e le teorie fisiche (le ipotesi) devono essere coerenti con le premesse di carattere metafisico. Questo è uno dei caso in cui il filosofo francese mostra la sua stretta vicinanza con il pensiero medievale. Una volta fondata la metafisica, il secondo passo consiste nella formulazione di leggi di natura. Le premesse metafisiche fondamentali nello studio della natura sono le seguenti: 1) la radicale distinzione tra materia (res extensa, realtà dotata di estensione) e spirito (res cogitans, realtà caratterizzata dal pensiero), e l identificazione delle qualità primarie della materia, di quelle cioè che non dipendono dalla nostra esperienza sensibile, ma le sono proprie (dimensione, forma, moto); 2) il rifiuto del concetto medievale (aristotelico) di spiegazione, sostituito da una modello di spiegazione meccanicistica; 3) la convinzione che alcune fondamentali leggi riguardanti il moto delle particelle materiali siano alla base di ogni spiegazione fisica. Il percorso seguito da Cartesio nella descrizione scientifica del mondo parte dai principi generali e scende sempre più nei casi particolari. A questo punto sorge però una difficoltà: i principi generali sono troppo vasti e generici per dare una spiegazione adeguata dei casi particolari. Detto altrimenti, se i principi generali forniscono le coordinate per comprendere il cosmo nei suoi aspetti generali, quando si trattano fenomeni particolari entrano in gioco una serie di elementi da prendere in considerazione, e per spiegarli è necessario rivolgersi all osservazione e provare a darne una spiegazione plausibile (ipotesi). È importante porre la domanda sul grado di certezza della spiegazione scientifica secondo il modello proposto da Cartesio. I principi primi, quelli che riguardano in un senso molto generale la materia e le leggi di natura, sono certissimi; tali principi sono semplici e relativamente pochi, ma allo stesso tempo adeguati a spiegare una grande varietà di fenomeni naturali. Cartesio afferma con convinzione che non è possibile pensare principi alternativi a questi, o più semplici ad essere compresi, o più probabili. Ciò significa che con questi principi si possono conoscere molti fenomeni 9 di 13
del mondo, sia celeste che terrestre. Tuttavia, sebbene i principi sui quali poggia la fisica siano certi, si tratta di una certezza diversa da quella della matematica. Le idee matematiche sono innate nella nostra mente, e le deduzioni presenti nell aritmetica e nella geometria sono indubitabili. Non è lo stesso per i principi della scienza naturale, in quanto questi hanno valore solo in senso generale, e se si affronta lo studio di fenomeni particolari si possono fare soltanto ipotesi più o meno certe. 10 di 13
4 La fisica Cartesio è ricordato nella storia del pensiero occidentale soprattutto per le riflessioni svolte sulla metafisica e sulla teoria della conoscenza. Tuttavia, nel XVII secolo egli era anche molto noto ai suoi contemporanei per la sua fisica meccanicistica. Bisogna ricordare che sebbene la fisica aristotelica avesse subito un processo critico molto forte nel Rinascimento, ai tempi di Cartesio essa era però tutt altro che scomparsa. La filosofia naturale di Aristotele era ancora materia di studio nelle scuole e nelle università europee; lo stesso Cartesio al collegio di La Flèche seguì un corso di filosofia naturale aristotelica. Allo stesso tempo egli entrò in contatto con studiosi che proponevano modelli alternativi a quello aristotelico per il mondo naturale. In particolare, fu il suo amico fisico Isaac Beckman a incoraggiarlo a intraprendere studi di matematica e a suggerirgli una visione meccanicistica dell universo. Gli studi scientifici di Cartesio trovarono una piena realizzazione nel 1633, anno di pubblicazione de Il mondo. L opera è composta di due parti principali, il Trattato sulla luce e il Trattato sull uomo. Nel primo l autore immagina che Dio abbia creato un mondo di puri corpi estesi in uno spazio immaginario, ai quali avrebbe imposto dei moti; a partire da queste condizioni si è formato il mondo così come lo conosciamo. Nel Trattato sull uomo, d altro canto, si discute della creazione da parte di Dio dell uomo come essere meccanico, in cui sono rispettate le medesime leggi del moto che valgono per la natura extra-umana: nella sua componente fisica, l uomo è nient altro che una macchina. Punto iniziale della filosofia naturale di Cartesio è la concezione del corpo. I corpi sono nella loro essenza estensione. Noi conosciamo i corpi non direttamente così come essi sono, ma attraverso una serie di qualità che sperimentiamo attraverso le sensazioni. È proprio a partire dalla nozione di estensione che si ricavano altre proprietà dei corpi, quelle che egli definisce modi, e che sono una particolare grandezza, una forma e il moto. Cartesio ritenne che la presentazione di un universo totalmente meccanicistico avrebbe incontrato sicure opposizioni da parte della Chiesa; dal momento che Galileo era stato condannato nel 1633, egli non ritenne opportuno far pubblicare Il mondo per timore di incorrere nella stessa sorte; l opera uscì, infatti, postuma nel 1644. Parte delle idee in essa contenute furono diffuse 11 di 13
attraverso una collezione di piccoli trattati scientifici, sull ottica, la geometria e la meteorologia, e nelle maggiori opere, il Discorso sul metodo e le Meditazioni. Cosa garantisce che alle nostre sensazioni degli oggetti corrispondano agli oggetti stessi, dal momento che di essi percepiamo solo le qualità accidentali? Ora, questa inclinazione è innata, e tutto ciò che è innato nell uomo è stato creato da Dio; e poiché Dio è infinitamente buono e non inganna, non ci avrebbe dotato di idee innate false. Va specificato che l idea innata che abbiamo di corpi esterni non è quella dei corpi così come essi si mostrano alla nostra esperienza quotidiana, cioè dotati di colore, odore, suono, ecc. Queste qualità sono soltanto derivate dai sensi, mentre ciò l idea innata di corpo materiale è piuttosto l idea geometrica di esso, l idea, cioè, di qualcosa di esteso. L estensione è l unica caratteristica fondamentale del corpo. Per chiarire questo concetto di corpo materiale esterno, Cartesio nelle sue Meditazioni propone l esempio divenuto poi celebre della cera. Un oggetto di cera sottoposto al calore comincia a sciogliersi; mentre si scioglie, perde il colore, la forma, l odore e altre qualità che possedeva quando la cera era densa; infine, ciò che resta non è più l oggetto di cera (p.es. una candela) che c era all inizio, eppure qualcosa persiste al di là dei cambiamenti delle qualità secondarie: questo qualcosa è proprio l estensione. Ogni corpo, in definitiva, si riduce nella sua essenza a pura estensione. Una delle prime conseguenze della concezione del corpo come estensione è la critica all atomismo. L atomismo la concezione per cui l universo sarebbe composto di aggregazioni di atomi tra i quali c è il vuoto era stata proposta come alternativa alla spiegazione aristotelica della costituzione dell universo, già da alcuni autori alla fine del Medioevo. Cartesio condivide, con la maggior parte dei pensatori medievali, la negazione dell esistenza del vuoto. Non c è alcuna distinzione tra l estensione di uno spazio e quella di un corpo; l identificazione tra estensione e corpo porta alla conseguenza che tutto ciò che è esteso è in qualche modo corpo, e dunque il vuoto che è assenza di corporeità è inammissibile. Un altro concetto fondamentale nella fisica cartesiana è quello di moto. Si è visto che tutti i corpi sono concepiti come estensione, e il solo modo in cui i corpi possono essere individuati e distinti l uno dall altro è attraverso il concetto di moto. È proprio il moto a determinare grandezza e forma dei corpi singoli. Ne Il mondo il moto viene definito come quella virtù per cui i corpi passano da un luogo ad un altro successivamente, occupando tutto lo spazio intermedio. Il moto, per Cartesio, è quindi 12 di 13
semplicemente moto locale, cioè il cambiamento di luogo. Anche qui è presente una critica alla tradizionale idea di moto desunta da Aristotele. I filosofi medievali ammisero diversi tipi di moto, come il cambiamento di forma, di quantità, ecc. Ciò dipendeva dalla generalità della nozione di moto, inteso aristotelicamente come passaggio dalla potenza all atto. Dal punto di vista cartesiano, invece, i corpi sono estensioni, e qualsiasi cambiamento deve in ultima analisi fondarsi sul cambiamento di luogo. Il moto è, secondo Cartesio, una traslazione e non un azione. Se, infatti, si definisse il moto come azione, allora la quiete diventerebbe mancanza di azione. Ma questo è un errore, perché nessuna azione è richiesta né per il moto, né per la quiete. Il moto è come si è detto precedentemente un modo del corpo, distinto dalla sua causa. Grazie al moto si possono spiegare una serie di comportamenti dei corpi. La realtà non è composta soltanto di corpi estesi immobili, ma è dinamica. E poiché ogni cambiamento ha origine nel moto locale come è stato già detto allora le leggi della natura sono essenzialmente leggi del moto dei corpi. In definitiva, l universo cartesiano si riduce a una estensione piena, senza vuoto, in cui le parti si costituiscono proprio a partire dalla differenza di moto; la quantità di moto dell universo (che Dio gli ha conferito all istante della creazione) si mantiene sempre la stessa, e si trasferisce da una parte della realtà estesa ad un altra; ma l individuazione dei singoli corpi, con le rispettive qualità, è il risultato dei differenti comportamenti che parti di spazio hanno, e questa differenza è giustificata soltanto dalla diversità del moto. 13 di 13