Filosofia e scienza agli albori della biologia moderna

Un recente studio getta luce sullo stretto rapporto fra scienza e filosofia tedesca fra Settecento e Ottocento e di come esso abbia contribuito alla nascita della biologia moderna


Nel corso del Novecento, buona parte della filosofia della scienza si è dedicata ad analizzare la costituzione formale delle teorie scientifiche e dei tipi di spiegazione che potevano rientrare in queste. Correnti diverse tesero ad enfatizzare ora un approccio empiristico, cioè basato sull’esperienza, ora uno più razionalistico, ovvero incentrato su procedimenti della ragione indipendenti talvolta dalle fasi sperimentali vere e proprie [Gilles e Giorello 1995]. Col tempo ci si è accorti che tali semplificazioni non rendono conto del procedere dell’impresa scientifica, soprattutto oggi che necessita sempre più di una pluralità di metodi per la raccolta e l’elaborazione dei dati primari. Un approccio ‘monolitico’ alla struttura delle teorie scientifiche derivava dal fatto che la fisica, per secoli e in misura maggiore dal Settecento in poi a causa del newtonianesimo, aveva primeggiato sulle altre scienze, facendo sì che essa fosse elevata a modello paradigmatico da scienziati e filosofi.

La situazione tuttavia iniziò a mutare già fra Settecento e Ottocento. Lo sviluppo sempre più evidente degli studi sui fenomeni viventi, e la necessità di sistematizzare una mole di dati emergenti, spinse numerosi studiosi a rivendicare un territorio di autonomia della biologia.

Un recente studio pubblicato sul Journal of the History of Biology, a firma di Hein van den Berg e Boris Demarest, rispettivamente delle Università di Amsterdam e di Heidelberg, analizza proprio la nascita della biologia moderna come scienza speciale. Lo studio nasce con lo scopo di fornire una nuova immagine, storicamente più accurata, della nascita della biologia moderna. Se, da una parte, autori come Ernst Mayr (1982) hanno sostenuto che la nascita della biologia debba molto all’adozione di un metodo dimostrativo, studiosi come John Zammito (2018) hanno enfatizzato il ruolo della componente pratica e sperimentale in tale genesi. Gli autori si propongono di andare oltre una prospettiva semplicistica per mostrare come, almeno in Germania, i primi biologi moderni si siano serviti della commistione di metodo dimostrativo e sperimentale

 Dallo studio emerge anche che le scienze biologiche,fra Settecento e Ottocento, a causa del loro stadio ancora incipiente, non avevano conseguito una sistematizzazione unitaria e perciò una generalizzazione semplicistica sui loro sviluppi sarebbe fuorviante. Non bisogna dimenticare infatti, che ‘razionalismo’ e ‘sperimentalismo’ si trovarono sovente intrecciati in questo ambito di studi  ma con peso diverso. Inoltre, fu proprio la ricerca di assiomi specifici della biologia, e l’impossibilità di ridurre questi a più basilari princìpi della fisica, che rese possibile (almeno in parte), la costituzione della biologia come scienza autonoma.

All’esigenza di rendere autosufficiente il campo delle scienze biologiche contribuì il razionalismo, in particolare quello di matrice wolffiana. Con questa espressione ci si riferisce alla filosofia elaborata da Christian Wolff (1679-1754)  il quale sostenne sì l’importanza del ragionamento antecedente l’esperienza, anche se non trascurò mai la rilevanza del lavoro sperimentale, mantenendo i contatti con gli scienziati del suo tempo. In seguito Friederich Schelling (1775-1854) , influente figura della stagione dell’idealismo tedesco, avrebbe seguito le orme di Wolff. Entrambi i filosofi influenzarono il fisiologo Caspar Friederich Wolff (1733-1794), noto per la sua tesi sull’ontogenesi di piante e animali, spiegata attraverso la teoria cellulare, e il medico e biologo Gottfried Reinhold Treviranus (1776-1837), i cui lavori sull’anatomia di insetti e molluschi diedero nuovo impulso alla microscopia.

Secondo  Christian Wolff, nel campo delle ricerche scientifiche bisogna distinguere fra concetti e proposizioni non-fondamentali, da ridurre a più basilari enunciati. Wolff utilizza  per formalizzare la propria teoria fisica il metodo analitico (attraverso cui risalire dagli effetti alle cause), con cui combina deduttivismo e sperimentalismo. Ad esempio nella  Deutsche Experimentalphysik (1721-1722), per dimostrare la forza espansiva dell’aria, Wolff procede fornendo una definizione di forza espansiva, per poi verificare le proprie previsioni attraverso esperimenti e convalidare la proposizione di partenza tramite l’unione di metodo sperimentale e deduttivo.

Per argomento deduttivo si intende un argomento in cui ‘la verità delle premesse è condizione sufficiente a stabilire la verità della conclusione: se le premesse sono vere, anche la conclusione deve essere vera (Ippoliti e Cellucci: 24). Ad esempio, si diano le seguenti premesse vere, derivate empiricamente:

P1: Socrate è un uomo
P2: Tutti gli uomini sono mortali

Da cui ne segue la conclusione necessariamente vera

C: Socrate è mortale

Questa è la forma elementare del ragionamento deduttivo. Tralasciando le complesse discussioni sull’argomento (cfr. Ippoliti e Cellucci 2018), dall’esempio si può ben vedere come esperienza (la asserita mortalità degli uomini) e logica formale si intreccino nella costruzione del ragionamento. Anche se in maniera più articolata, Wolff adotta un procedimento sostanzialmente analogo servendosi di una base esperienziale, ordinata in tal modo da fornire rigore logico alle sue osservazioni.

Per comprendere meglio quanto affermato, riportiamo per punti il procedimento completo, da cui emerge in modo chiaro la relazione fra i due metodi investigativi:

  1. Ciò che tende ad espandersi possiede una forza espansiva [definizione di forza espansiva]
  2. Ciò che inizia ad espandersi quando la resistenza (all’espansione) è rimossa, tende continuamente ad espandersi [proposizione basata sull’esperienza]
  3. Dunque, ciò che inizia ad espandersi quando la resistenza è rimossa possiede una forza espansiva [conclusione basata su (1) e (2)]
  4. Ciò che espande una camera d’aria quando la resistenza è rimossa deve anche espandere se stessa [proposizione basata sull’esperienza]
  5. L’aria espande una camera d’aria quando la resistenza è rimossa [proposizione derivante dall’esperimento]
  6. Dunque l’aria deve espandere se stessa, quando la resistenza è rimossa [da (4) e (5)]
  7. Ciò che inizia ad espandersi quando l’aria è rimossa possiede una forza espansiva
  8. L’aria inizia ad espandersi quando la resistenza è rimossa
  9. Dunque, l’aria possiede una forza espansiva [C.V.D.]


Come si può evincere dai passi di questo articolato schema, sono le connessioni fra le proposizioni ad essere a priori, mentre la scoperta e il contenuto di queste proposizioni è a posteriori, desunto empiricamente, dall’esperienza. Nella Deutsche Physik (1723), Wolff si serve poi degli assiomi ricavati sulla forza espansiva dell’aria e sul suo peso, per dimostrare sinteticamente (procedendo dalle cause agli effetti), il comportamento dell’aria sulla Terra. Per Wolff la fisica era una scienza certa, e la sua certezza si ricavava da proposizioni che derivassero il contenuto da esperimenti chiaramente comprensibili, e indubitabili. Per questo, le scienze che non mostrassero certezza dimostrativa e facessero uso di ipotesi non potevano ritenersi scienze vere e proprie.

L’idea che Wolff aveva della fisica come scienza assiomatica avrebbe influenzato la sua considerazione delle scienze biologiche. Lungi dal ritenerle autonome, Wolff sosteneva che esse fossero una forma di fisica applicata e che spiegazioni biologiche potessero ottenersi attraverso la combinazione di proposizioni non-fondamentali sugli organismi dedotte da leggi della fisica, e attraverso una particolare conoscenza dell’anatomia. A differenza di Wolff, scienziati come Caspar Friederich Wolff ed Ernst Haeckel avrebbero privilegiato il ruolo dell’embriologia nello studio delle forme organiche.

Nonostante l’influenza della filosofia della scienza wolffiana, in Germania c’erano dibattiti su cosa costituisse scienza vera e propria, e se questa dovesse attenersi ai criteri di necessità dimostrativa (scienza in senso stretto) o potesse includere anche dimostrazioni probabili. Molti autori si resero conto che la certezza dimostrativa era più un’idealizzazione che una realtà fattuale. Nel caso di August Friedrich Muller (1684-1761), la fisica non veniva considerata scienza, dal momento che la probabilità giocava un ruolo importante. Il ruolo della probabilità venne enfatizzato anche da altri studiosi, anche se di particolare interesse è la formulazione del fisico Johann Peter Eberhard (1727-1779). Questi sosteneva che dall’osservazione ed esperimento si dovesse procedere a formulare leggi di natura e che in seguito, sinteticamente e a priori (cioè per deduzione logica), si derivassero le conseguenze da dette leggi.

Caspar Friederich Wolff adottò il metodo dimostrativo wolffiano nella sua Theoria generationis (1759) e nella Theorie von  der Generation (1764) nel tentativo di fornire certezza dimostrativa all’embriologia e alla fisiologia delle piante, senza trascurare la componente sperimentale. Ad esempio, dopo aver raccolto osservazioni empiriche, Wolff le ordina in forma deduttiva (si veda sopra). In seguito ad alcune osservazione sull’ontogenesi delle piante, Wolff conclude (1) che gli spazi tra i vasi e le vescicole sono occupati da una sostanza morbida (2) che le foglie crescono per mezzo di nuove vescicole che si inseriscono tra quelle vecchie e che  le radici si inseriscono da nuovi vasi che si immettono fra quelli vecchi, e (3) dal fatto che le vescicole non sono altro che pori o cellule riempite di fluido e che i vasi sono canali parimenti riempiti con fluido, ne segue necessariamente che la sostanza morbida che occupa lo spazio tra le vescicole si espande a causa dei fluidi che contiene e che i vasi si formano in modo analogo Poche pagine più avanti, il fisiologo inverte la struttura dell’argomentazione procedendo da principi evidenti per sè per dedurne conseguenze empiriche. Vale la pena notare che vi è un’importante differenza fra le teorizzazioni di Christian Wolff e Caspar Friederich Wolff. Se il primo considerava la biologia come parte della fisica, il secondo cercò di rendere autonome le scienze biologiche attraverso la formulazione di concetti fondamentali (come la vis essentialis, alla base dei processi nutritivi) non riducibili alla fisica, in maniera analoga a quanto avrebbe fatto Johann Friedrich Blumenbach.

Anche i filosofi Johann Gottlieb Fichte (1762-1814) e Schelling sostennero una concezione assiomatica della scienza, imperniata sulle relazioni deduttive fra princìpi fondamentali e le loro conseguenze logiche, non trascurando la componente sperimentale nella scoperta dei princìpi di un sistema.

Tentativi simili furono poi proposti da Treviranus, per quanto riguarda lo statuto della biologia come scienza autonoma e l’utilizzo di un modello assiomatico nelle scienze naturali. Fu proprio Treviranus a sostenere la necessità di trovare degli assiomi specifici della biologia a priori, dai quali derivare tutte le altre proposizioni per spiegare i fenomeni osservabili. Treviranus lamentava lo stato in cui versava la scienza del vivente, dal momento che molte osservazioni erano state raccolte senza darne una sistemazione unitaria. Inoltre, come Christian Wolff, anche Treviranus dava importanza alla parte sperimentale della biologia e alla stregua di Wolff cercò di conciliare sperimentalismo e deduttivismo nelle sue ricerche.

Come viene notato in conclusione dagli autori dell’articolo citato, gli studiosi presi in esame fecero ricorso sì alla razionalizzazione assiomatica, senza tuttavia dimenticare il ruolo cruciale che la sperimentazione aveva nello studio degli organismi viventi, anche ai suoi albori. Questo studio è anche un’ulteriore conferma della stretta relazione fra scienza e filosofia: la storia della scienza, si sa, non è mai lineare e non è sempre facile o utile definire un autore come filosofo o scienziato. Per questo, almeno per quanto riguarda la storia del pensiero moderno, è necessario analizzare le opere alla luce di un’interdisciplinarietà già presente due o tre secoli fa, ma non sempre evidente ai contemporanei come oggi saremmo pronti a riconoscere.



Riferimenti:

Gilles, D. e Giorello, G. (1995), La filosofia della scienza nel XX secolo, Laterza

Ippoliti, E. E Cellucci, C. (2018), Logica, Pixel

Mayr, E. 1982. The Growth of Biological Thought. Diversity, Evolution, and Inheritance. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Van der Berg, H. e Demarest, B. (2020), Axiomatic natural philosophy and the emergence of biology as a science, Journal of the History of Biology, 1-44

Zammito, J. 2018. The Gestation of German Biology: Philosophy and Physiology from Stahl to Schelling. Chicago: University of Chicago Press.



Immagine: innoxiuss / CC BY, via Wikimedia Commons