Roberto Renzetti
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Gen 1:1 Nel principio Dio creò i cieli e la terra.
2 La terra era informe e vuota, le tenebre coprivano
la faccia dell’abisso e lo Spirito di Dio
aleggiava sulla superficie delle acque.
3 Dio disse: «Sia luce!» E luce fu.
4 Dio vide che la luce era buona;
e Dio separò la luce dalle tenebre.
5 Dio chiamò la luce «giorno» e le tenebre «notte».
Fu sera, poi fu mattina: primo giorno.
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CAPITOLO 1
INTRODUZIONE
Come per molte altre cose, le origini delle teorie della visione e della luce, di quanto cercherò cioè di studiare e raccontare, si perdono nei meandri più reconditi della storia. La cosa si potrebbe indagare fin dove vi sono documenti ma non credo ne tireremmo fuori altro che miscugli di magia e superstizione, insieme a molta metafisica.
E’ invece certo, per quanto si può supporre, che l’argomento luce deve essere stato molto complesso per l’uomo di ogni cultura. Riuscire ad individuare il fenomeno illuminazione come sovrapposto ai fatti naturali, dai quali si può separare e comprendere, non è semplice. Così come deve essere stato complesso capire come scindere la luce dall’organo della visione. Detto con parole di oggi, per comprendere di cosa parlo, si potrebbe dire che se lancio un sasso contro una pietra in mezzo al prato, e voglio studiare il fenomeno, sono meglio in grado di comprendere gli oggetti che devo capire separatamente per poi ricomporre in una spiegazione fisica. Vi è una mano che lancia un qualcosa, vi è un oggetto che viaggia, vi è una certa traiettoria disegnata dal sasso in moto, vi è il sasso che colpisce la pietra, vi sono gli effetti sulla pietra colpita e sul sasso che ha colpito. Ma la luce, ancora detto con le nostre conoscenze, cos’è ? essa è sfuggente in più modi. Se accendiamo una lampadina tutta la stanza si illumina simultaneamente, almeno così appare con evidenza. Ma poi, di che natura è ? Scalda, permette la visione, parte da un luogo mentre arriva in un altro luogo … E’ un oggetto materiale ? Insomma è decisamente ostica. Tanto ostica che la Bibbia la separa dalla sua fonte: nella Genesi prima si crea la luce e poi il Sole … E nella comprensione posteriore gli studi sulla luce in connessione con i corpi che la emettevano (lanterne) non ha mai comportato le condanne che aveva la discussione di chi ruota intorno a chi tra Terra e Sole. Anche qui vi era discordanza tra Bibbia e una qualche teoria fisica. Ma la cosa era ben capita: era chiaro cosa fosse il copernicanesimo nella sua affermazione contrastante con la Bibbia. Nel caso della luce che, nella creazione, viene prima del Sole, anche se la luce era chiaramente studiata in connessione con i corpi emittenti e si sapeva bene che il giorno e la notte si hanno nell’apparire e scomparire del Sole, ebbene qui a nessuno venne in mente di porre la questione di un altro non accordo con la Bibbia. Ma perché la luce è, ripeto molto più complessa, più sfuggente, meno localizzabile, più metafisica.
Ed allora cercherò di risalire a qualche questione relativa alla luce che si cominciò a porre, in ambito eminentemente filosofico, nell’antichità classica, per seguire rapidamente le varie concezioni che si ebbero di essa fino ad arrivare a quando i problemi vengono riproposti in ambito scientifico a partire dalla metà del Seicento.
In tutto ciò che dirò è necessario tener presente che le motivazioni che spingevano a capire la luce e la visione discendevano anche da esigenze pratiche. L’osservazione astronomica, lo sviluppo dell’arte e dei colori erano elementi di grande rilievo ai quali presto si sommerà quello della prospettiva che avrà la sua esplosione nel Rinascimento italiano. Una motivazione presente era anche quella di tipo psicologico ben riassunta (sembra) da Epicuro di Samo (IV, III sec. a. C.) e successivamente ripresa da Lucrezio:
“L’inganno e l’errore è nell’opinione, che si aggiunge in seguito ad un’azione che avviene entro di noi e che si unisce alle nozioni fornite dalla vista. Bisogna dunque frenare l’opinione, e impedire che il suo intervento guasti tutto” [scritto di Epicuro, riprodotto nel libro X di Diogene Laerzio (III sec. d.C.)].
Per questa prima parte del lavoro sulla luce è infine utile tener presente la seguente carta geografica che situa i vari luoghi della Grecia classica in cui furono sviluppate le prime teorie sulla visione(*).
Tratta da Farrington
LE PRIME TEORIE SULLA NATURA DELLA LUCE
Per quanto ne sappiamo(1) le prime cose sulla natura della luce, che poi volevano essere soprattutto ipotesi sui meccanismi della visione, le leggiamo nel VI secolo a.C. nella scuola pitagorica (Archita di Taranto) che si sviluppò nella Magna Grecia, a Crotone. Sono i nostri occhi che emettono un qualcosa che può assomigliare ad un fluido (un fuoco invisibile). Tale fluido va a colpire gli oggetti circostanti per poi ritornare all’occhio. E questa teoria poteva essere sostenuta dall’osservazione della luminescenza degli occhi degli animali notturni. La teoria aveva una facile obiezione. Nel caso fosse stata certa come mai per vedere non erano sufficienti gli occhi e gli oggetti da vedere ? Perché occorreva, almeno agli umani, anche la luce ? Le obiezioni non impedirono comunque che, con varianti, la teoria continuasse ad essere sostenuta restando quella di maggior successo, insieme a quella della scuola democritea che vedremo subito dopo. L’idea che dall’occhio si diparte una qualche sostanza (teoria emissionistica dall’occhio) fu una delle teorie che si svilupparono in Grecia. Probabilmente l’osservazione delle scintille scagliate dal fuoco fecero pensare all’occhio come ad una lanterna dalla quale vengono emessi i raggi di luce che ci permettono di vedere. In ogni caso questa fu la scuola di pensiero più feconda (i concetti base li ritroviamo in Euclide, quindi in Tolomeo ed infine in Eliodoro, in un arco cioè di 700 anni).
A lato di teorie emissioniste dall’occhio ve ne furono anche di quelle che pensavano l’emissione dall’oggetto guardato: un flusso di corpuscoli che si stacca dai corpi conservandone la forma investe gli occhi determinando la visione. E’ il caso delle teorie sviluppate dalla scuola democritea (Leucippo di Mileto, V sec. a.C.). La nostra anima non esce dal nostro interno per andare a toccare gli oggetti, sono gli oggetti che vengono a toccare la nostra anima passando attraverso i sensi, ma noi non vediamo gli oggetti avvicinarsi: bisogna che essi mandino alla nostra anima delle immagini, specie di ombre o simulacri materiali che rivestono i corpi, si agitano sulla loro superficie e possono staccarsene, per portare alle nostre anime le forme, i colori e tutte le altre qualità degli oggetti(2). Democrito di Abdera (V sec. a.C.), secondo ciò che ci racconta Teofrasto di Efeso, insieme a cose che non hanno più molto significato, dice una cosa di interesse, e cioè che l’aria interposta tra l’occhio e l’oggetto riceve l’impronta come conseguenza della compressione esercitata su di lei dall’occhio e dall’oggetto. Egli introduce quindi una entità che trasporta le informazioni dagli oggetti all’occhio ed assegna alla luce una natura meccanica più che materiale. Democrito inoltre attribuisce il colore degli oggetti al cambiamento di direzione degli atomi. In questo contesto teorico si sviluppa la grande opera poetico-filosofica di Lucrezio.
A questi due tipi di spiegazione si aggiunge anche quella che vuole l’emissione di un qualcosa dall’occhio verso l’oggetto e quella di un altro qualcosa dall’oggetto verso l’occhio. Empedocle di Agrigento nel IV sec. a.C. sostiene che i due flussi sono uno esterno e di natura corpuscolare (da tutti gli oggetti fuoriescono degli effluvi), che porta tutte le informazioni sull’oggetto (ordine, forma, colore); l’altro emesso dall’occhio per mezzo di un “fuoco” (non nel senso che noi diamo a questa parola ma come spirito o simile entità). E la luce è appunto un fuoco che s’incontra con un altro fuoco: la fine e dolce fiamma che l’Amore ha captato entro l’acqua dell’occhio e che esce dai piccoli fori della pupilla(3). A questo doppio flusso aveva aderito anche Platone ma naturalmente in modo del tutto differente in quanto Platone detestava i corpuscoli democritei. Si trattava di un qualcosa che doveva soprattutto riguardare la psicologia della visione.
Vi è poi la posizione di Aristotele di Stagira (IV sec. a.C.) poco presa in considerazione perché profondamente oscura (come del resto molte delle teorie già viste – e che vedremo – anche perché disponiamo di frammenti e spesso le cose che sappiamo provengono da citazione di altri autori). Egli rifiuta l’ipotesi di Empedocle e Platone dell’emissione della luce dall’occhio (a motivo, argomenta, dell’impenetrabilità dei corpi) e sembra avanzare l’idea di un movimento che si propaga tra l’oggetto e l’occhio e che modifica lo stato dei corpi diafani (trasparenti). Il corpo diafano al buio è in una condizione potenziale, è diafano in potenza. Lo stesso corpo si dice che è in luce, quando è diafano in atto. La luce è l’attività di ciò che è trasparente. Di modo che l’aria e l’acqua non sono trasparenti di per sé ma solo quando la luce eccita la sua trasparenza. Essa non è una sostanza in quanto due raggi possono incrociarsi senza scontrarsi come invece farebbero le sostanze materiali. La sorgente di fuoco modifica il mezzo, riusciamo a vedere perché c’è o un moto o un’alterazione del mezzo(4) il quale, se diafano, contiene già in sé le immagini dell’oggetto osservato, non in moto ma semplicemente lì.. L’idea principale consiste allora nel considerare la luce che si propaga in analogia con il suono, attraverso un mezzo interposto. Non è quindi qualcosa di corporeo a entrare nell’occhio, ma è l’occhio a percepire le «vibrazioni» del mezzo diafano. Il diafano grazie all’azione del fuoco passa dalla potenza all’atto, cioè alla luce, così come una percussione che dà luogo a una vibrazione mette in movimento il mezzo intermedio, cioè l’aria. La luce è dunque lo stato di perfezione, di completamento del mezzo. Infine i colori sono per Aristotele una mescolanza a diverse proporzioni di luce ed oscurità: c’è più ombra nel viola che nel rosso ed a partire da questi due colori fondamentali si ottengono gli altri come mescolamento (questa teoria sarà ripresa da Goethe nell’Ottocento). Si deve notare che l’assunzione aristotelica che la luce, come qualunque altro evento naturale, è una modificazione di una qualità porta a includere i fenomeni ottici in uno schema interpretativo più vasto, diretto essenzialmente allo studio dei moti.
EUCLIDE
A cavallo tra il IV ed il III secolo a. C. abbiamo qualche documento più consistente: due opere di ottica attribuite ad Euclide (non si sa se siciliano o alessandrino), una delle quali, Euclidis Optica, si è stabilito essere proprio sua, l’altra, la Catottrica (che vuol dire, etimologicamente: studio dei fenomeni di riflessione della luce), con vari dubbi. Si tratta di una specie di divulgazione delle idee di Platone di Atene (V, IV sec. a.C.)(5), chiarite e ampliate, sull’argomento, idee alle quali Euclide aderisce. Come fa un buon matematico, Euclide inizia con il mettere sul tappeto tutte le ipotesi su cui baserà i suoi ragionamenti. Si tratta, come fa un matematico, di 12 postulati dell’Ottica e di 7 nella Catottrica, postulati, è meglio subito dire, che non si sa bene da dove provengano(6):
Ottica:
1°) I raggi emessi dall’occhio procedono per via diritta.
I raggi visivi inviati dall’occhio
2°) La figura compresa dai raggi visivi è un cono che ha il vertice all’occhio, e la base al margine dell’oggetto guardato.
3°) Si vedono quegli oggetti a cui arrivano i raggi visivi.
Un oggetto lontano, che non sia intersecato dai raggi visivi non è visto.
4°) Non si vedono quegli oggetti ai quali i raggi visivi non arrivano.
5°) Gli oggetti che si vedono sotto angoli maggiori, si giudicano maggiori.
6°) Gli oggetti che si vedono sotto angoli minori, si giudicano minori.
7°) Gli oggetti che si vedono sotto angoli uguali, si giudicano uguali.
8°) Gli oggetti che si vedono con raggi più alti, si giudicano più alti.
9°) Gli oggetti che si vedono con raggi più bassi, si giudicano più bassi.
10°) Gli oggetti che si vedono con raggi diretti a destra, si giudicano a destra.
11°) Gli oggetti che si vedono con raggi diretti a sinistra, si giudicano a sinistra.
12°) Gli oggetti che si vedono con più angoli, si distinguono più chiaramente.
13°) Tutti i raggi hanno la stessa velocità.
14°) Non si possono vedere gli oggetti sotto qualsiasi angolo.
Catottrica:
1°) Il raggio è una linea retta di cui i mezzi toccano le estremità.
2°) Tutto ciò che si vede, si vede secondo una direzione rettilinea.
3°) Se lo specchio sta su di un piano, e su questo stai un’altezza qualsiasi elevata ad angoli retti, la retta interposta tra lo spettatore e lo specchio ha la stessa ragione con la retta interposta tra lo specchio e l’altezza considerata, che l’altezza dello spettatore con l’altezza presa in considerazione.
4°) Negli specchi piani l’occhio posto sulla perpendicolare condotta dall’oggetto allo specchio, non vede l’oggetto.
5°) Negli specchi convessi, l’occhio posto sulla retta condotta dall’oggetto al centro della sfera, di cui lo specchio è una porzione, non vede l’oggetto.
6°) Lo stesso accade per gli specchi concavi.
7°) Se si pone un oggetto qualunque al fondo di un vaso, e si allontana il vaso dall’occhio, finché l’oggetto non si vede più, l’oggetto torna visibile a quella distanza se si versa dell’acqua nel vaso.
Per ciò che interessa al fine degli ulteriori sviluppi si può dire che qui vi è l’affermazione della propagazione rettilinea(7) della luce, l’introduzione del concetto di raggio inteso come direzione di propagazione della luce, come filetto elementare di luce, che la luce che si propaga attraverso quel raggio è emessa dall’occhio. Il resto è quanto si deve essere ricavato da esperienze elementari di carattere empirico, particolarmente dall’osservazione delle ombre e delle loro dimensioni in relazione alla sorgente luminosa. Inoltre, questa impostazione geometrica getta le basi per la possibilità di studiare scientificamente i fenomeni luminosi.
Le idee di Euclide ebbero un seguito, come accennato, in Ipparco di Nicea (II sec. a.C.) e, soprattutto, in Claudio Tolomeo (II sec. d.C.) a cui seguirà Eliodoro di Larissa.
CLAUDIO TOLOMEO ED ELIODORO DI LARISSA
Dobbiamo fare un salto di oltre sei secoli per trovare un altro lavoro ottico di interesse, si tratta dell’Ottica dell’alessandrino Claudio Tolomeo. Insisto ancora su quanto già accennato: abbiamo perso una enorme quantità di opere dello splendido periodo classico. Opere che furono bruciate e distrutte dal fondamentalismo cristiano, come ad esempio nella biblioteca di Alessandria che fu incendiata non prima di vedere orrendamente assassinata la sua direttrice, la matematica e filosofa Ipazia (IV, V sec. d. C.), dall’incitamento alla folla, di monaci ed analfabeti arruolati allo scopo, del patriarca-episcopo Cirillo (era l’anno 415, appena 24 anni dopo il 391, quando Teodosio aveva decretato il cristianesimo religione di Stato). Perdite immense, in tutti i campi del sapere, perdite per le quali non smetterò di lamentarmi. E tra queste perdite vi è anche l’Ottica di Tolomeo. Ne conosciamo solo una parte (manca il libro I e si interrompe al libro V) in traduzione latina (fatta dall’ammiraglio Eugenio Siculo nel XII secolo) da una traduzione araba (dal greco) incompleta e che neppure sappiamo bene se è proprio del Tolomeo autore dell’imponente opera astronomica Almagesto, opera che comunque ci è pervenuta proprio per merito degli arabi. Sembra non all’altezza del Tolomeo astronomo ma è molto probabile che successive traduzioni l’abbiano resa tale con successive semplificazioni e interpolazioni.
La novità che si apprezza in questa opera è, dopo quello della riflessione,
lo studio della rifrazione (forse iniziato da Ipparco in opera persa). E la cosa è perfettamente comprensibile se si pensa che la rifrazione della luce gioca un ruolo fondamentale nelle osservazioni astronomiche in quanto, ad effetto della rifrazione dell’atmosfera vediamo le stelle in posizioni diverse da quelle occupate. Egli quindi studia il fenomeno seguendo il cammino della luce quando passa da sostanze trasparenti di diversa densità (aria-acqua, aria-vetro,
acqua-vetro). Nel passaggio da un mezzo più denso ad uno meno denso (acqua-aria) trova il valore dell’angolo limite. Questo studio origina delle tabelle che sono abbastanza corrispondenti a quelle che possediamo oggi e che gli servirono soprattutto per avere una prova di regolarità di comportamento del fenomeno (per trovare la legge che regola la rifrazione occorrerà attendere i lavori di Snellius del XVI secolo). Riesce poi a stabilire che il raggio incidente e quello riflesso giacciono in uno stesso piano normale alla superficie riflettente. Ed occorre anche ricordare che Tolomeo tentò di spiegare il potere di ingrandimento delle sfere di vetro riempite d’acqua, probabilmente al fine di capire se il fenomeno potesse essere utilizzato in astronomia. Tal cosa diventa sempre più probabile alla luce di scoperte archeologiche: si stanno trovando lenti molto ben lavorate e quindi non più da considerare solo come monili (così si erano interpretati i ritrovamenti di Pompei). Per altri versi sembrerebbe (con tutti i soliti dubbi dovuti alla perdita di lavori ed alla conoscenza di essi attraverso frammenti di citazioni da altri autori) che Tolomeo abbia misurato il diametro di Venere e la cosa sembra impossibile da farsi ad occhio nudo.
Dal punto di vista più strettamente ottico, Tolomeo aderisce alla teoria emissionista (emissione di raggi da parte dell’occhio) di Euclide, con ampio uso della geometria, modificandola ampiamente. Intanto sostituisce ai coni che hanno vertice nell’occhio, delle piramidi, quindi contesta al modello di Euclide, inteso come visione per raggi discreti, di portare a un assurdo: non si potrebbero infatti vedere cose colpite da singoli raggi visivi perché singoli raggi incidono in singoli punti, ed essendo il punto senza dimensione, nulla si potrebbe vedere. Il suo studio riguardò anche la visione binoculare e lo sdoppiamento delle immagini quando le due piramidi con vertici nei due occhi non si combinano opportunamente. I colori furono considerati come proprietà superficiali dei corpi ed infine passò alla determinazione della grandezza degli oggetti osservati mediante costruzioni geometriche che mettevano in relazione l’altezza della piramide con la sua base.
Sarà Eliodoro di Larissa, ne La prospettiva(8), che farà un piccolo ma importante cambiamento alla piramide di Tolomeo: sposterà il vertice della piramide dalla superficie dell’occhio al suo centro geometrico. Ma altre cose si devono a questo personaggio di cui non sappiamo quasi nulla, tra l’altro un qualcosa che sembra anticipare quanto farà Fermat 14 secoli dopo: egli afferma che il tragitto rettilineo per la luce è il più naturale in quanto richiede il minor tempo ad essere percorso
«perché se la vista debbe andare quanto più presto sia possibile alla cosa da vedersi, è necessario che vadia per linea retta? essendo, che questa è la minore di tutte le linee che hanno i medesimi termini; …. ».(9)
Riferendosi poi alla riflessione e riportando cose di Erone alessandrino (del I sec. a. C. la cui opera è giunta a noi solo in una versione latina) dice:
« Essendo che ha dimostrato il Mecanico Herone, nel libro degli specchi, che quelle rettilinee, che ad angoli uguali si rompono, sono minori di tutte le altre, che dalle medesime simili parti vengono, e si rompono alle parti medesime ad angoli ineguali. Il che havendo dimostrato disse: Se la natura non ha in darno operato intorno al veder nostro, il rompimento del vedere si fa con angoli pari. Et questo si vede chiaro, poiché i raggi del Sole si rompono ad angoli pari…. ».(9)
Cosa resta alla fine di tutte queste cose ? Di Eliodoro, di Tolomeo, di Euclide e degli altri, intendo? Molto poco ma certamente il fatto che la luce è geometrizzabile con la scoperta dei raggi che si propagano in modo rettilineo. E la cosa, che discende dalla grandezza dei greci in geometria, non è da poco. A parte il lavoro di Eliodoro, restava comunque una importante confusione, un mescolamento di ottica geometrica, fisica, psicologica, fisiologica. Occorreranno una dozzina di secoli per iniziare a sbrogliare il tutto, secoli in cui i contributi più importanti provengono da studiosi arabi(10). Prima Al Kindi (XI sec. d.C.), che seguì la teoria della visione di Pitagora; successivamente Al Hazen affermò che i raggi luminosi partono dall’oggetto e penetrano nell’occhio, che da ogni punto dell’oggetto si distacca un fascio di raggi, il quale ha il punto per vertice e la pupilla dell’occhio per vaso. Cercò inoltre di dimostrare la legge della propagazione rettilinea e della riflessione della luce. Al Hazen trovò che il teorema di Tolomeo che affermava una sorta di costanza fra l’angolo d’incidenza e quello di riflessione non vale per tutto il quadrante; si occupò anche della rifrazione astronomica.
Almeno un cenno infine ai contributi del polacco Witelo (che studiò tra Parigi e Padova nel XIII sec. a.C.) il quale conobbe Guglielmo di Moerbecke al quale dedicò l’importante opera di ottica Perspectivorum libri, relativa alla diffrazione e ad altri fenomeni fisici della luce. Egli osservò che non tutta la luce si rifrange nel momento in cui incontra un oggetto, ma una parte si riflette e che perciò nella rifrazione ed anche nella riflessione vi è sempre perdita di luce. Egli negò che i raggi uscissero dall’occhio, come sosteneva Platone: perché se questi raggi sono corporei, come può essere che l’occhio li scagli fino alle stelle più lontane?
A questo punto è inutile andare a fare operazioni pignole di ricerca di contributi particolari. La mano passa decisamente al Rinascimento(11) ed al Barocco. Nel primo periodo con i contributi di artigiani, artisti ed architetti, e nel secondo con quelli, successivamente di
Kepler (1571-1630)
Galileo (1564-1642)
Snell (1581-1626)
Cartesio (1596-1650)
Fermat (1601-65)
Grimaldi (1618-1663)
Huygens (1629-1695)
Hooke (1635-1702)
Romer (1644-1710)
Newton (1643-1727)
Studierò, con dettagli, l’opera di questi scienziati nei capitoli seguenti.
NOTE
(*) La scienza greca ebbe i suoi inizi nella città di MILETO, un crocevia dell’antica civiltà del Vicino Oriente, dove i coloni del ramo ionico dei Greci si erano stabiliti e avevano intrecciato rapporti di consanguineità con le più antiche popolazioni asiatiche. I Milesii — Talete, Anassimandro e Anassimene — furono gli iniziatori del pensiero scientifico europeo. Il periodo della loro fioritura va dal 585 circa al 545 a. C. A Mileto ebbero inizio anche la geografia e la storiografia europee. Fu Anassimandro l’autore della prima carta geografica. Il primo storico fu Ecateo (VI-V sec.).
La scienza greca non restò confinata in un solo luogo. Essa fu, piuttosto, una manifestazione dello sviluppo mentale del popolo greco nel suo complesso. Scendendo da Mileto in direziona sud, arriviamo ad ALICARNASSO. Questa città fu la culla dello storico Erodoto (484-425 a. C. circa) la cui storia, che ci è rimasta, è un prodotto tipico dell’illuminismo ionico. Ma anche i Dori greci ebbero parte nel movimento. Un poco più a sud si trovano le colonie doriche di Coo e di CNIDO. Erano qui le sedi delle famose scuole mediche che, a partire dal 500 a. C. circa, principiarono ad apportare contributi di fondamentale importanza alla scienza.
Volgendo a nord da Mileto si arriva a EFESO, patria di Eraclito (vissuto intorno al 500 a. C.) e a CLAZOMENE, da cui Anassagora (500-428 a. C.) venne nell’Atene di Pericle. Poi, sui Dardanelli, troviamo LAMPSACO ove Anassagora si ritirò bandito da Atene per empietà e da cui, circa 120 anni dopo, Epicuro trasferì la sua scuola ad Atene.
Passando in Europa arriviamo ad ABDERA in Tracia, patria di due famosi pensatori – il sofista Protagora ed il suo più giovane contemporaneo Democrito l’iniziatore dell’atomismo in filosofia (fiorito verso il 430 a. C.). Un po’ più ad occidente, in Macedonia, si trovava STAGIRA, luogo di nascita di Aristotele, che partì da questa città all’età di diciassette anni per andare a studiare con Platone nell’Accademia.
Oltrepassando la Grecia, la prima città che incontriamo è CROTONE. Fu in questo luogo che Pitagora (572-500 a. C. circa), il primo filosofo e scienziato dell’Europa occidentale, stabilì la sua scuola dopo essere emigrato dall’isola di SAMO. Scuole influenzate dal suo pensiero sorsero presto ad ELEA, resa famosa nella prima metà del V secolo da Parmenide e Zenone, e ad AGRIGENTO in Sicilia, patria di Empedocle (vissuto intorno al 450 a. C.).
Ad ATENE il movimento scientifico incominciò con Anassagora verso il 450 a. C. e per circa un secolo e mezzo il suo centro principale fu in questa città. I massimi nomi sono Socrate, Platone, Aristotele e Teofrasto, che venne ad Atene da EFESO, nell’isola di LESBO. Fu proprio al termine di questo periodo che Epicuro e Zenone fondarono ad Atene le due grandi scuole filosofiche che si divisero il dominio del mondo classico nei secoli successivi. Epicuro, che era nato da genitori ateniesi a Samo, aveva stabilito la sua scuola a Lampsaco, prima di trasferirla ad Atene. Il fondatore dello stoicismo, invece, era un mercante fenicio proveniente da CIZIO, nell’isola di CIPRO.
Dopo il 300 a. C., con lo stabilirsi della dinastia greca dei Tolomei in Egitto, ALESSANDRIA, con la sua biblioteca e il suo museo, divenne il centro della scienza e della cultura. Alessandria rimase il maggiore, anche se, naturalmente, non l’unico centro della cultura greca, fino alla fondazione di Costantinopoli agli inizi del IV sec. a. C. [testo tratto da Farrington].
(1) La gran parte delle notizie riportate in questo paragrafo provengono da Gino Loria, Le scienze esatte nell’antica Grecia; da Lucio Russo, La rivoluzione dimenticata; da Vasco Ronchi, Storia della luce e da Federigo Enriques e Giorgio de Santillana, Compendio di storia del pensiero scientifico.
Osservo che uno scritto di Ipparco (II sec. a.C.) ci fa sapere che Eudosso (IV sec. a.C.) avrebbe scritto un trattato di Ottica che è andato disperso. D’altra parte anche i lavori ottici di Ipparco non ci sono pervenuti, come quelli di Archimede e di Apollonio.
(3) Ronchi riporta questo brano attribuito a Leucippo:
«Ogni modificazione, prodotta o ricevuta ha luogo in virtù di un contatto: tutte le nostre percezioni sono tattili; tutti i nostri sensi sono varietà di tatto. Di conseguenza, siccome la nostra anima non esce dal nostro interno per andare a toccare gli oggetti esterni, bisogna che questi oggetti vengano loro a toccare la nostra anima, passando attraverso i sensi. Ora noi non vediamo gli oggetti avvicinarsi a noi, quando noi li percepiamo; bisogna allora che essi mandino alla nostra anima qualche cosa che li rappresenti, delle immagini, eidola [leggi idola, ndr], specie di ombre o di simulacri materiali che rivestono i corpi, si agitano alla loro superficie e possono staccarsene per portare alla nostra anima le forme, i colori e tutte le altre qualità dei corpi da cui essi emanano »
(3) Dice Ronchi: “Le sensazioni in genere avrebbero luogo quando le particelle adatte emesse dai corpi penetrano nei pori dell’organo sensibile, disposti in modo da lasciarle passare. In particolare, per il senso della vista, la luce sarebbe l’emanazione del fuoco esterno (però non bisogna interpretare queste frasi col significato che oggi hanno le parole contenutevi) elementare e arriverebbero agli occhi, attraverso allo spazio, come il suono all’orecchio, e l’odore al naso. Però, accanto a questa azione esterna, Empedocle ritiene necessaria un’azione dall’interno dell’individuo, verso l’esterno:
«Così il nero e il bianco e ogni altro colore ci appariranno generati dall’incontro degli occhi con qualche cosa che si muove nella direzione degli occhi stessi; e ciò che noi diciamo questo o quel colore non sarà né l’oggetto che viene incontro all’occhio, né l’occhio che è incontrato, bensì qualche cosa che si è generato tra mezzo…..
….. È necessario che divenendo io senziente divenga senziente di qualche cosa; perché divenir senziente è possibile, ma senziente di nulla non è possibile. Similmente è necessario che quella data cosa, quando diviene dolce o amara, o d’altro .sapore, diventi tale per qualcuno, perché divenire dolce è possibile, ma non dolce per nessuno ».
(4) Questi sono gli argomenti di Aristotele contro la teoria dei fuochi emessi dall’occhio:
«Ma se l’occhio fosse di fuoco, come dice Empedocle e come è scritto nel Timeo; se la visione avesse luogo per mezzo di un fuoco uscente dall’occhio, come per mezzo della luce uscente da una lanterna, perché non ci si deve vedere in mezzo alle tenebre? Dire che questa luce si estingue spandendosi nelle tenebre, come è detto nel Timeo, è un ragionamento completamente privo di significato. Infatti come può avvenire l’estinzione della luce? Il caldo e il secco si estinguono nel freddo e nell’umido, e come tali sembrano essere il fuoco e la fiamma che si formano nei carboni incandescenti. Ma né il caldo né il secco sembrano appartenere alla luce. Se vi si trovassero e se ci fossero invisibili a causa della loro quiete, ne verrebbe di conseguenza che in una giornata di pioggia la luce si dovrebbe estinguere, e che in tempo di gelo dovremmo avere le tenebre più profonde. Perché tali sono gli effetti che subiscono le fiamme e i corpi incandescenti. Ora, non avviene nulla di simile» [Dei sensi, citato da Ronchi, pag. 14].
«È affatto assurdo sostenere che si vede per qualche cosa che sorte dall’occhio e, che questo qualche cosa si estenda fino agli astri o fino a che incontra qualche altra cosa che gli viene incontro, come lo pretende qualcuno. Perché semmai sarebbe preferibile ammettere questa unione dapprincipio, nell’occhio stesso. Ma anche questa sarebbe una sciocchezza, perché non si capisce il significato di questa unione di luce a luce, e non si capisce come potrebbe effettuarsi» [ibid. pag. 15].
«Quanto a dire, con gli antichi, che i colori sono delle emissioni e che questo è il modo di vedere, è una cosa assurda. Perché bisognerebbe che essi avessero dimostrato prima di tutto che noi sentiamo tutte le cose per mezzo del tatto » [ibid].
«Una volta per tutte, è preferibile convenirne che la sensazione nasce dal movimento eccitato dal corpo sensibile nel mezzo intermedio, piuttosto che riportarla a un contatto diretto o a una emissione » [ibid].
Una volta definito (?) il diafano ed il buio come riportato nel testo, Aristotele dice:
«Pertanto abbiamo detto che cosa sono il diafano e la luce, e come questa non sia né fuoco, né in genere un elemento corporeo, né emanazione di alcun corpo (che anche in tal caso sarebbe un elemento corporeo), né effetto dell’esservi il fuoco o cosa simile in contatto del diafano, giacché non è possibile che in un stesso luogo si trovino simultaneamente due corpi;… » [De Anima, citato da Ronchi, pagg. 15-16].
(5) Platone parla di questioni di ottica nel Timeo e nel Teeteto dice:
“Prima di ogni altro organo [gli dei] fabbricarono gli occhi che portano la luce, e ve li collocarono in siffatto modo : di tutto quel fuoco che non può bruciare, ma produce la mite luce propria d’ogni giorno, fecero in modo che esistesse un corpo. Il fuoco puro, che sta dentro di noi ed è della stessa natura di questo fuoco del giorno, lo fecero scorrere liscio e denso attraverso agli occhi, costringendo tutte le parti, ma specialmente quelle di mezzo, degli occhi, in modo che trattenessero tutto quello ch’era più grasso e lasciassero passare solo quello puro. Quando dunque v’è luce diurna intorno alla corrente del fuoco visuale, allora il simile incontrandosi col simile e unendosi strettamente con esso, costituisce un corpo unico e appropriato nella direzione degli occhi, dove la luce che sopravviene dal di dentro s’urta con quella che s’abbatte dal di fuori. E questo corpo, divenuto tutto sensibile alle stesse impressioni per la somiglianza delle sue parti, se tocca qualche cosa o ne è toccato, ne trasmette i movimenti per tutto il corpo fino all’anima, e produce quella sensazione per cui noi diciamo di vedere. Ma il fuoco visuale si separa dal suo affine, quando questo scompare nella notte: infatti uscendo fuori incontra il dissimile, e si altera e si estingue, né può connaturarsi con l’aria circostante, perché questa non ha più fuoco”. (Timeo, pagg. 31-32).E più oltre: “Ci rimane ancora un quarto genere di sensazioni, che occorre distinguere, perché contiene in sé molte varietà, che complessivamente abbiamo chiamato colori : e questi sono fiamma che esce dai singoli corpi ed ha particelle così proporzionate al fuoco visuale da produrre la sensazione: e del fuoco visuale abbiamo precedentemente spiegato in poche parole le cause che lo producono. Ma ora potrebbe essere molto opportuno di svolgere a questo modo l’opinione che sembra più probabile intorno ai colori: le particelle, che si staccano dai corpi e incontrano il fuoco visuale, sono alcune più piccole, altre più grandi, altre infine eguali alle parti di questo fuoco visuale: ora le eguali non generano sensazione e sono dette diafane, ma le maggiori e le minori, quelle che contraggono e queste che dilatano il fuoco visuale, esercitano la stessa azione che sulla carne le sostanze calde e le fredde, e sulla lingua le acerbe e tutte quelle atte a riscaldare, che abbiamo dette piccanti: e le bianche e le nere producono le stesse impressioni di queste cose in un altro genere e per queste cagioni ci sembrano differenti”. (ibid. pagg. 56-57).
[Vi sono uomini colti i quali pensano] che tutto è movimento nell’ Universo, e che non esiste nient’altro che questo. Ci sono due specie di movimenti; ciascuno è infinito in numero, ma l’uno è attivo e l’altro passivo. Dalla loro combinazione e dal loro urto mutuo si formano innumerevoli prodotti, suddivisibili in due classi: l’oggetto sensibile e la sensazione; la quale coincide sempre con l’oggetto sensibile ed è generata nello stesso tempo. Le sensazioni sono conosciute sotto il nome di visione, udito, odorato, gusto, tatto, freddo, caldo, e ancora di piacere, dolore, desiderio, timore; senza parlare di tante altre, di cui un gran numero non ha nome e un gran numero ne ha uno solo. La classe delle cose sensibili è prodotta per mezzo di ciascuna delle sensazioni, come i colori di ogni specie con la visione di ogni specie, i diversi suoni con gli stimoli dell’udito e le altre cose sensibili corrispondenti alle altre sensazioni… Ciò vuol dire che tutto ciò è in movimento e che questo moto è lento o rapido ; che ciò che è lento esercita il suo moto sul posto stesso e sugli oggetti vicini, che egli produce in questa maniera; e che ciò che è così prodotto ha maggior lentezza; che al contrario ciò che è rapido, spostando, il suo movimento sugli oggetti lontani, produce in questa guisa, e ciò che è prodotto così ha maggior velocità, perché è trasportato e perché il suo movimento consiste nella traslazione. Quando dunque l’occhio e un oggetto adatto si sono avvicinati e si produce il chiarore e la sensazione corrispondente, che non si sarebbero mai prodotti se l’occhio si fosse rivolto ad un altro oggetto, o reciprocamente, allora muovendosi queste due cose nello spazio, intermedio, cioè: il fuoco visuale partendo dagli occhi e il chiarore partendo dall’oggetto che produce il colore, insieme con gli occhi, l’occhio si trova riempito del fuoco visuale, percepisce e diventa non già fuoco visuale, ma occhio veggente : parallelamente, l’oggetto concorrendo anche lui alla produzione del colore è riempito di chiarore e diviene, non già chiarore, ma oggetto chiaro ; tanto se ciò che riceve la tinta di questo colore sia legno, pietra o qualunque altra cosa. Bisogna formarsi la stessa idea di tutte le altre qualità, quali il duro, il caldo e così via, e farsi il concetto che nulla di tutto ciò è tale in sé,… ma che tutte queste cose così diverse nascono dal loro ravvicir. amento reciproco, che è una successione di movimenti » (Teeteto, citato da Ronchi, pagg. 11-13).
Nella Repubblica (libro VI, 507c-508a) Platone dice altro sulla visione. Le cose molteplici di cui facciamo esperienza si vedono; le idee – i paradigmi concettuali delle cose – si concepiscono e non si vedono. Le cose visibili si vedono con la vista, che ha un carattere speciale: perché il soggetto senziente possa vedere i suoi oggetti, gli occorre la luce, prodotta dal Sole, che, per la religione greca, è un dio, e che viene detto figlio del Bene. Questa analogia con il Sole può spiegare la funzione del Bene: quello che fa il Sole per la vista e le cose visibili, lo fa il Bene per l’intelletto (nous) e le cose intelligibili. Come il Sole produce la luce che rende gli oggetti visibili chiaramente agli occhi, così il bene ci mette in rapporto con le cose intelligibili, dandoci chiarezza nella conoscenza.
(6) I postulati che seguono sono tratti da Ronchi, pagg. 18-19. Il brano di Euclide tratto dall’Ottica in cui sono raccolti i suoi postulati è il seguente:
“I raggi che partono dall’occhio sono rettilinei. La figura formata dai raggi luminosi è un cono avente per vertice l’occhio e per base il contorno dell’oggetto guardato. Sono visibili soltanto gli oggetti a cui giungono raggi visuali, invisibili gli altri; sembrano maggiori gli oggetti visti sotto angoli più grandi, minori quelli che sono visti sotto angoli più piccoli, eguali quelli che sono visti sotto angoli eguali; sembrano più alti quelli che corrispondono a raggi più elevati, più bassi quelli che corrispondono a raggi inferiori, più a destra quelli che corrispondono a raggi a destra, ed a sinistra quelli che corrispondono a raggi a sinistra. Appaiono più distinte le cose viste sotto parecchi angoli” (citato da Loria, pag. 560).
Per una discussione storico-critica di queste teorie, dell’attendibilità dei testi e della loro relazione con altri autori, si legga il testo di Ronchi. Anche Loria è d’interesse, anche se ha carattere maggiormente filologico. Vi sono poi i testi di Park, il più moderno, di Pichot, di Mieli, di Farrington, di Sambursky, di Russo, di Enriques e Santillana.
(7) Euclide postula la propagazione rettilinea della luce, Erone tenterà di dimostrarla mediante argomentazioni di carattere teleologico (principi variazionali di minimo) assunte come idee regolatrici. Tolomeo, e più tardi Alhazen e Witelo, ne daranno invece una dimostrazione sperimentale.
(8) La parola prospettiva ha il significato etimologico di visione da distinguere dal significato odierno.
(9) Citazioni da Ronchi, pag. 28.
(10) Riporto alcune cose da: http://www.minerva.unito.it/Calleri/Call1.htm .
“Ci sono voluti circa centocinquant’anni dalla morte di Muhammad o Maometto (632) perché l’arabo parlato si arricchisse di espressioni e vocaboli anche adattando termini di altre lingue (greco e siriaco perlopiù), e ne venisse codificata la grammatica, in modo da essere adatto per la stesura di testi scientifici, originali e traduzioni, e per la stessa canonizzazione della primitiva catechesi orale del Profeta. Con la fondazione del Califfato ‘Abbaside di Baghdad ( ca. 750 ) ha inizio nel mondo islamico, politicamente unito anche se turbato da endemici sussulti, un lungo periodo di feconda attività di ricerca e di pubblicistica: a partire dal IX secolo vengono infatti tradotti in arabo, ebraico e neo-persiano moltissimi testi greci e siriaci, con quasi esclusiva attenzione a scritti di contenuto scientifico o filosofico. A partire dalla metà dell’ottavo secolo in tutti i domini abbasidi si costituisce una cultura comune che si deve chiamare arabo islamica; la lingua araba ne è il veicolo comune e sarà la lingua degli scienziati e letterati per almeno due secoli. …
I primi traduttori di testi greci furono Siriani neoconvertiti o Cristiani, cosicché potrà essere necessario ritradurre in arabo i testi eventualmente tradotti in siriaco! ; il siriaco scritto era molto più usato dell’arabo nel secolo VIII, … . Questo, ad es., fu il destino delle opere di Galeno di Pergamo ( II sec. d.C. ) tradotte nel IX secolo …. Il recupero di questi scritti ebbe notevole importanza per l’ottica fisiologica poiché Galeno fu il primo a studiare sistematicamente la struttura dell’occhio. Le traduzioni e ritraduzioni in e pehlevi (lingua persiana con caratteri arabi) saranno invece opera di cristiani nestoriani o monofisiti oppure di zoroastriani. L’attività pubblicistica, in seguito accompagnata da commentari, continuerà sino al XIII secolo coinvolgendo in modo decisivo anche i paesi più occidentali del Dār al Islām che non fecero mai parte del Califfato Abbaside.
Molto importanti ed interessanti per noi sono i contributi di due scienziati mesopotamici, studiosi di ottica e filosofia, che divennero noti in Occidente sotto i nomi volgarizzati ed abbreviati di Alkindi ed Alhazen.
Alkindi (Abū Yūsuf Yallub ibn Ishāq), operoso a Baghdad tra 813 – 873 ca., fu il primo commentatore di Aristotele in arabo. Era medico e, tra le sue numerose opere, interessa la storia dell’ottica quella che nella traduzione in latino porta il titolo De Aspectibus ed il cui titolo originale è: Epistola sulla varietà delle visioni. E’ molto probabile che Alkindi conoscesse l’Ottica e la Catottrica di Euclide; la sua introduzione della nozione di raggio rettilineo è comunque rigorosa e parte non da assiomi, ma da osservazioni. Per Alkindi il raggio geometrico è un’astrazione mentre i raggi fisici, pur propagandosi rettilineamente, devono essere qualcosa di materiale, devono avere un “corpo” dato che interessano il nostro sistema visivo partendo dagli oggetti luminosi od illuminati e non viceversa. E’ da ricordare la sua razionale distinzione tra lumen, l’agente luminoso, la radiazione e lux,l’effetto dell’illuminazione. Non porta a termine l’analisi della formazione delle immagini eseguita circa un secolo dopo da Alhazen ( Abū ‛Ali ibn al-Hàitham, Bassora, 965 ca. † Il Cairo, 1039 ) anch’egli mesopotamico che però passò buona parte della sua vita in Egitto. Fu uno dei molti traduttori islamici di opere scientifiche dal greco. Scrisse diverse opere (epistole, discorsi, libri) sui fenomeni ottici tra le quali : Epistola sulla luce e il Libro dell’ottica. In manoscritti tardo medioevali il secondo porta anch’esso il titolo De Aspectibus. Fu un sostenitore dell’approccio sperimentale e dell’impiego della matematica in fisica. Per Alhazen l’occhio non può “sentire” l’oggetto se non per mezzo di raggi che questo gli invia con velocità finita; anche per lui i raggi luminosi devono avere un’esistenza reale perché la luce intensa danneggia gli occhi e può generare immagini persistenti. Risolve il plurisecolare problema di fare entrare nell’occhio oggetti grandi come le montagne nel seguente modo. Studiò il passaggio del lumen attraverso i corpi trasparenti ed in particolare attraverso il cristallino dell’occhio. Conosceva la struttura dell’occhio tramite Galeno e aveva nozione delle tuniche della cornea. Aveva studiato la rifrazione, di cui intravvide la legge, da parte di vetri sferici e cilindrici ed anche la riflessione e l’assorbimento. Mise in evidenza come tra i raggi divergenti emessi dai vari punti di una sorgente luminosa uno solo incida perpendicolarmente sulle tuniche concentriche della cornea e le attraversi senza essere rifratto viaggiando lungo una diagonale del bulbo. Tutti gli altri raggi vengono rifratti e, secondo lui, perdono gran parte della loro efficacia. Quindi da ogni punto dell’oggetto luminoso arriva ad un punto della retina un solo ” raggio efficace “. Questa corrispondenza biunivoca giustifica la suddivisione in punti degli oggetti luminosi. La sua analisi dell’aspetto geometrico della formazione delle immagini lo portò a scoprire come le immagini degli oggetti si formino capovolte sulla retina, effetto che ovviamente lo lasciò perplesso. Per risolvere il dilemma, abbandonò l’esperienza ed invocò una ipotesi del tutto errata: il nostro sistema visivo sentirebbe l’immagine quando essa si forma (?) sulla prima superficie del cristallino. I procedimentidi Alhazen non sono ovviamente del tutto accettabili in base ai nostri standard, però è evidente l’enorme progresso rispetto agli studiosi greci. Viene anzitutto definitivamente demolita la vecchia teoria delle scorze, od èidola, immagini di interi oggetti che dovrebbero staccarsi dagli stessi ed entrare nella piccola pupilla dell’occhio, ed è anche grandissima la distanza dagli studiosi ellenisti. …
A scanso di equivoci, va detto che Alhazen non giunse assolutamente alle definizioni di asse ottico di un sistema e delle relazioni geometriche tra punti oggetto e punti immagine. Inoltre attribuisce i colori a “radiazioni secondarie” che si dipartono dagli oggetti colorati quando questi sono illuminati da “fonti primarie”. Egli si può comunque ritenere l’iniziatore dell’ottica fisiologica. Verbalmente non seguì la distinzione tra lumen e lux che ovviamente tenne ben precisa nella pratica. Forse per primo studiò la “camera oscura” ed i suoi esperimenti lo condussero ad enunciare un principio che avrebbe messo in difficoltà i corpuscolari di otto secoli dopo. Poste più candele di fronte ad un ostacolo con un foro, egli notò come si vedessero, al di là dell’ostacolo, altrettante immagini di candele e come, rimossa una candela, la sua immagine scomparisse per ricomparire al suo posto una volta rimessa la candela. La sua, corretta, interpretazione del fenomeno è : “ Se fosse vero che le luci ( raggi ) si mescolano con l’aria, si dovrebbero mescolare con l’aria del foro che quindi attraverserebbero dopo il mescolamento ed allora esse non sarebbero più distinguibili. Non abbiamo ritrovato ciò ”. Vale a dire che risulta dimostrato come le radiazioni luminose seguendo le loro traiettorie rettilinee possano incrociarsi senza ” interferire”. Nell’Evo Moderno fu il primo a mettere in evidenza come la luna riceva l’illuminazione dal sole e la ridiffonda. Di lui si deve ancora ricordare il problema detto appunto di Alhazen : trovare su uno specchio il punto in cui la radiazione proveniente da una certa sorgente verrà riflessa verso l’occhio dell’osservatore di cui si conosca la posizione. Egli risolse analiticamente il problema per uno specchio sferico mediante un’equazione di quarto grado ma ne trovò la soluzione anche con un metodo geometrico basato sullo studio di sezioni coniche. A proposito di queste va ricordato che Alhazen ricostruì l’ottavo libro delle Coniche di Apollonio. Apollonio di Perga aveva scritto le Coniche in otto libri; i primi sette furono tradotti dal greco in arabo da due diversi studiosi arabi nel IX secolo, ma l’ottavo era andato definitivamente perso.
A proposito di mezzi sferici, è da ricordare uno strano caso: sino alla fine del Cinquecento, si può dire, l’interesse degli studiosi della rifrazione fu attratto da vetri cilindrici e specialmente sferici, la pila crystallina, anzichè da piccole calotte rifrangenti o riflettenti. Lo studio ottico di una sfera implica, dal punto di vista sperimentale, gravi complicazioni dovute ad aberrazioni.
In Occidente già nel sesto secolo la coltivazione del greco, nonché delle Scienze, era diventata cosa rara; l’ultimo studioso padrone della lingua greca fu probabilmente Severino Boezio (Anicio Manlio Torquato, Roma, 480, † Pavia, 526 ) traduttore in latino delle opere di Aristotele, degli Elementi ed autore di sillogi sull’aritmetica e sulla musica, opere poi andate perse od ignorate per secoli. Nei secoli X – XI la Civiltà Occidentale era ancora in fase di gestazione anche se in campo architettonico venivano realizzate creazioni eccelse e denotanti una cultura unitaria. La scoperta dei testi scientifici dell’antichità e degli autori mussulmani ha comunque inizio alla fine del secolo XI principalmente in Spagna. Nel 1085 cadeva Toledo, nel 1093 Valencia (principato del Cid Campeador) e verso il 1090 si può considerare compiuta la conquista della Sicilia da parte dei Normanni; fu in queste regioni che l’Occidente poté stabilire contatti fruttuosi con la cultura islamica. Ad esempio in Sicilia furono tradotti nel XII secolo, dal Greco in Latino, l’Ottica e la Catottrica di Euclide e l’Almagesto di Tolomeo. Ci furono anche dei traduttori trilingui ( Arabo, Greco e Latino ) come Adelardo di Bath ( 1075 – 1160 ca. ) che tradusse dall’arabo in latino gli Elementi e le tavole astronomiche di al-Khuwarizmi e dal greco in latino l’Almagesto; anche l’Ottica di Tolomeo fu tradotta dall’arabo in latino. Il più infaticabile dei traduttori fu senz’altro Gherardo da Cremona ( † 1187 ) che andò a vivere a Toledo dove tradusse dall’arabo l’Almagesto, le opere di fisica e gli Analitici secondi di Aristotele, gli Elementi di Euclide, il De Aspectibus di Alkindi, l’Algebra di al-Khuwarizminonché molti trattati di medicina, di Galeno e di altri autori. Un altro insigne traduttore fu il domenicano fiammingo Guglielmo di Moerbeke ( 1215 ca. – 1286 ), Arcivescovo di Corinto. Udito il suo confratello ed amico Tommaso d’Aquino lamentarsi dell’inadeguatezza delle traduzioni dall’arabo in latino delle opere di Aristotele, passò la sua vita a tradurre manoscritti greci non solo di Aristotele, ma anche di suoi commentatori della tarda antichità. Tradusse inoltre quasi tutto Archimede e suoi commentatori e si può dunque ritenere il maggior traduttore del tredicesimo secolo alla fine del quale erano venuti a fare parte della cultura occidentale molti classici greci ed arabi, come i trattati di filosofia naturale di Aristotele ed i relativi commenti di Alkindi, Avicenna (Abū ‘Ali al-Husein ibn Sinā, Buchara, 980 , † Hamadān, 1037), al Ghazāli (Tus, Iran, 1058 – 1111) e sopratutto del Commentatore di Aristotele per antonomasia, Averroè (Muhammad ibn Ahmad ibn Rushd, Córdoba, 1126, † Marrakech, 1198). Alla fine del XIII secolo l’Europa possedeva inoltre i testi delle matematiche greche ed orientali, grazie ai traduttori, nonché i contributi di un primo gruppo di matematici medioevali tra i quali spicca la figura del filius Bonaccii , Leonardo Pisano ( † 1250 ).
La rinnovata conoscenza dei classici non si può dire sia stata di sprone diretto alla ricerca scientifica quale si intende oggi. La filosofia naturale di Aristotele non poté essere rinnovata per dare vita ad un aristotelismo più vitale, ma servì piuttosto per temi di una serie interminabile di questiones e disputationes nelle Università dove più che ricerca si faceva dell’oratoria. Tuttavia gli studiosi di varie estrazioni ne trassero schemi logici e terminologie comuni, cosa di indubbia importanza. …
Due delle quattro Arti del Quadrivium, aritmetica e geometria, chiaramente si arricchirono in seguito al recupero della scienza greco-araba; l’astronomia divenne quella di Aristotele e la musica continuò per conto proprio. Purtroppo il quadrivio a poco a poco venne a trovarsi in posizione subordinata alle filosofie aristoteliche: filosofia naturale, filosofia morale e metafisica. Delle tre arti originali del Trivium, logica, grammatica e retorica, rimase importante solo la logica ed un curriculum della facoltàdelle Arti finì per articolarsi in logica, quadrivio e le tre filosofie, la più importante delle quali divenne la filosofia naturale anche per il fatto che i traduttori furono essenzialmente interessati ai testi scientifici. Si ebbe un inevitabile processo di fossilizzazione nonché l’instaurarsi di una mentalità apodittica che precluse la formazione di sperimentatori a parte i frequentatori delle Facoltà di Medicina….
La caduta di Costantinopoli (1453 ) accentuò la fuga verso l’Occidente di centinaia di eruditi bizantini latori di numerosissimi scritti di contenuto umanistico la cui conoscenza ebbe un certo influsso sulla cultura europea, ma non sul progresso delle Scienze. In quel torno di anni si ebbe inoltre l’invenzione e la fulminea diffusione in Europa dell’arte della stampa a caratteri mobili che facilitò in modo inestimabile la propagazione delle conoscenze. La Civiltà Occidentale rimase per il momento, e per un bel numero di anni a seguire, l’unica in grado di sviluppare scienze e tecnologie che si affermeranno in tutto l’ecumene, fenomeno sinora unico nelle storia delle civiltà che conta più di cinque millenni. Le altre civiltà o si erano disintegrate od erano ormai del tutto sterili per quanto riguarda la coltivazione delle scienze escludendo l’architettura.
I libri di Alkindi ed Alhazen si diffusero molto lentamente in Europa; bisognerà attendere il Cinquecento prima di assistere alla rinascenza di una scienza ottica degna del nome. Tuttavia è da registrare, in questo secolare intermezzo, una invenzione importantissima sia per le applicazioni immediate che per altre stimolate indirettamente: si tratta dell’invenzione degli occhiali, dapprima per correggere la presbiopia e poi, due secoli dopo!, per correggere la miopia. …
Quindi le lenti convergenti ustorie erano oggetti facilmente reperibili sul mercato, usate correntemente, ed il commediografo le ritiene familiari sia a Socrate che all’artigiano Strepsiade. Però stranamente rimasero un oggetto di produzione artigianale e apparentemente non attrassero l’attenzione degli scienziati sino alla fine del XVI secolo ( perchè non ne capivano alcunchè ? ); Euclide le ignora. Lo stesso popolare nome lente, dal legume lenticchia, è spia di questa origine; le lenti divergenti saranno invece dette vetri cavi, dato che non sono mai state ottenute lenticchie a facce concave. Quando le lenti vennero finalmente studiate con metodo, fu loro affibbiato il nome aulico di specilla, presto abbandonato.
Per quanto riguarda la ” luce ” il Basso Medioevo rimane dunque un’epoca buia. Basti pensare al grande favore tributato all’Avicenna riesumatore degli antichi simulacri da lui smaterializzati e chiamati specie o forme superficiale dei corpi. Per molti cultori medioevali di ottica fisiologica la lux assumeva inoltre delle connotazioni teologiche la cui considerazione esula dal presente racconto. E’ però da ricordare che Roberto Grossatesta ( 1175 – 1253 ), vescovo di Lincoln e cancelliere dell’Università di Oxford, diede inizio, appunto ad Oxford, ad un movimento che possiamo dire scientifico; egli fu forse il primo ad interessarsi del potere di ingrandimento e di riduzione degli oggetti da parte di lenti convesse. Greathead ebbe tra i suoi discepoli il francescano Ruggero Bacone ( Roger Bacon o Bachon, ca. 1214 – 1293 ), Doctor mirabilis, commentatore delle opere a carattere scientifico di Aristotele ed estimatore di Alhazen. Bacone studiò riflessione e rifrazione e fu il primo, forse, a descrivere il funzionamento delle lenti quali strumenti di ingrandimento e per correggere la presbiopia ( ~ 1249 ). Egli fu uno dei dei pochi dotti medioevali ad affermare che le dimostrazioni sillogistiche portano a conoscenza solo se confortate dai risultati di esperienze. Purtroppo gli elementi antiaristotelici contenuti nei suoi Opus majus, minor e tertium ed alcune tesi relative all’astrologia furono condannate come eretiche dal Padre generale dei Francescani, un tale Gerolamo di Ascoli, che nel 1277 lo fece imprigionare a vita.
Una cosa è l’invenzione delle lenti ed un’altra quella degli occhiali o, a maggior ragione, di strumenti ottici. Appunto a causa del protratto disinteresse degli studiosi è difficile fissare delle date precise. Comunque sembra accertato che gli occhiali per presbiti fossero già diffusi nell’ultimo quarto del XIII secolo e che verso il 1460 a Firenze notoriamente si producessero buone lenti per miopi. Secondo tradizione, addirittura Ruggero Bacone sarebbe stato l’inventore degli occhiali per miopi, ma la notizia è dubbia. Più verosimilmente la paternità dell’impiego delle lenti divergenti è da attribuirsi al cardinale Cusano ( Nicola Krebs o Chrypffs, Cues presso Treviri, 1401, † Todi, 1464 ), filosofo e matematico tedesco che descrisse lenti concave verso il 1451. La scoperta delle lenti divergenti è stato certamente un evento di fondamentale importanza. La loro applicazione per correggere la miopia fu probabilmente frutto del caso ed è un vero peccato che nulla si sappia di preciso in proposito”.
(11) Leonardo da Vinci (1452-1519) e Francesco Maurolico (1494-1574) delinearono le prime analogie tra 1’occhio e la camera oscura. Giovanni Battista Della Porta (1535-1605), si interessa per le lenti concave e convesse dandole una credibilità che prima non avevano, a riprova del contributo del filone «magico», del quale Della Porta è un rappresentante, alla diffusione del metodo sperimentale.
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16) – Ludovico Geymonat (a cura di) – Storia del pensiero filosofico e scientifico – Garzanti 1970.
17) – Nicola Abbagnano (a cura di) – Storia delle scienze – Utet 1965.
18) – René Taton (a cura di) – Storia generale delle scienze – Casini 1964.
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