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Il concetto “culturale” di materia

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Articolo 2/15.
Questo articolo si colloca nell’ambito della rassegna “I Lunedì della Cultura Chimica“,
iniziativa curata dal chimico ed epistemologo Giovanni Villani, con il sostegno tecnico-scientifico dell’Associazione Culturale Chimicare 

Giovanni Villani

Il primo capitolo del libro La chiave del mondo è intitolato “La materia per i filosofi: la sostanza” e in questo articolo intendiamo riferirci proprio a come il mondo filosofico ha trattato questo concetto e come esso si è da sempre collegato al mondo scientifico.  L’importanza di questo argomento è che, come si dice nel libro:
“Il concetto di sostanza è stato fondamentale praticamente per tutti i filosofi. Infatti, tale concetto non soltanto ha costituito, dai filosofi greci ai giorni nostri, il fulcro di ogni metafisica, ma spesso ha costituito anche il collegamento delle metafisiche dei filosofi con la loro idea del mondo materiale.  Tramite questa strada, questo concetto ha rappresentato, in tutti e due i versi, il luogo di scambio tra il mondo filosofico e quello scientifico.”
Non sono, invece, parte integrante di questo articolo discorsi filosofici più generali, come il “materialismo” contrapposto allo “spiritualismo”, e tutte le considerazioni connesse a queste “ideologie”.

materialiIl termine “materia” è spesso soppiantato da quello di “sostanza” in ambito filosofico.  Tale termine viene dal latino “substatia=quello che sta sotto”.  Esso, a secondo del filosofo, è stato legata o al sostrato materiale, che designa la realtà stabile e costante cui ineriscono gli attributi, o a quello immateriale che sostiene le determinazioni di ogni cosa esistente.  Qui consideriamo alcune idee sulla sostanza che, pur sviluppate in un passato remoto, hanno avuto o hanno ancora una qualche attinenza con la scienza moderna.

Secondo Aristotele vi erano due fisiche diverse: quella dei corpi sublunari e quella dei corpi celesti.   I corpi sublunari erano composti dai quattro elementi che, da Empedocle in poi, erano divenuti tradizionali: acqua, aria, terra e fuoco. Questi elementi non erano uguali a quelli che intende oggi la scienza con tale termine.  Essi, infatti, riscaldandosi e raffreddandosi andavano soggetti ad alterazione, trasformandosi gli uni negli altri per lo scambio di una, o più difficilmente, di tutte e due le qualità (caldo, freddo, umido, secco) che li componevano.  Per esempio, lo scambio tra le qualità “freddo” e “caldo” portava alla trasformazione dell’acqua in aria. Inoltre, tutti i corpi sublunari erano costituiti da mescolanze, secondo proporzioni diverse, di questi quattro elementi.  Queste mescolanze non erano mai del tutto stabili, ma andavano soggette a corruzione e disfacimento, liberando i loro elementi.  I corpi celesti, invece, essendo di quinta essenza o etere, erano puri e incorruttibili.

esperimenti di Isaaco Newton con la luce

esperimenti di Isaaco Newton con la luce

Occorreranno secoli, per riunire queste due materie (terrestre e celeste) differenti e il processo potrà essere considerato concluso solo con Newton, nel XVIII Secolo. Questa sarà una delle più stabili conquiste scientifiche: l’unitarietà materiale di tutto l’universo.

 Per la teoria atomica greca, tutti i mutamenti sostanziali o qualitativi che si osservavano nei corpi fisici erano riconducibili ai movimenti di corpuscoli ipotetici chiamati atomi, mentre tutte le differenze qualitative fra le varie sostanze erano attribuibili alle differenze di forma, di dimensione, di posizione, di distribuzione e di condizione di movimento di queste particelle.

Democrito

Democrito

Gli atomisti antichi si erano resi conto, almeno implicitamente, che non si potesse spiegare in modo adeguato le qualità ed i processi che si svolgevano nel mondo macroscopico, ipotizzando soltanto che le stesse qualità e gli stessi processi fossero presenti ad un livello più profondo.  Per esempio, non si potevano spiegare in modo soddisfacente i colori degli oggetti attribuendo tali colori alla presenza di atomi colorati.  Un aspetto molto importante del programma degli atomisti era, quindi, la riduzione dei cambiamenti qualitativi del livello macroscopico ai cambiamenti quantitativi del livello atomico.  Per loro, la “vera” realtà era accessibile solo quantitativamente: la vera scienza era la scienza matematica della natura.

Sarà poi Platone a sviluppare questo punto, separando nettamente il mondo materiale da quello matematico.  Tale separazione è fondamentale ancora oggi in scienza.  In questa separazione sta tutta la forza e la debolezza del platonismo, visto dalla prospettiva del pensiero scientifico.  Forza, perché proprio da esso, a partire da Galileo (o, forse, da Leonardo) trarrà giustificazione il processo di idealizzazione astraente dei fisici-matematici, quel processo che consiste nel risolvere la natura nell’azione di alcune grandi leggi descriventi non puri e semplici oggetti o fenomeni ottenuti per estrapolazioni induttive, ma fenomeni standard, ridotti a condizioni e rapporti di ideale esattezza matematica, rispetto a cui le misure delle verifiche empiriche rappresentano soltanto rozze approssimazioni.  Così che proprio dal platonismo trarrà origine uno degli aspetti più caratterizzanti della scienza moderna: la costruzione di un’immagine ideale del mondo, come trama e tessuto di relazioni matematiche astratte.  Ma anche immensa debolezza scientifica, anzi vero e proprio atteggiamento antiscientifico, in quanto, perduto di vista, anzi deliberatamente negato, il carattere artificiale e funzionale di questa trama di rapporti, una volta deificato lo stesso discorso, il mondo “ideale” diviene il solo mondo “vero”, dischiuso ai soli iniziati, di fronte al quale il mondo “concreto” dei fatti empirici decade a ombra e congettura.  Il rapporto, a volte difficile, tra teoria e esperimento, anche nella scienza moderna, risente in parte di questa opposizione. Anche il significato della matematica per la scienza, e perchè in alcune discipline (fisica) vi è più matematizzazione che in altre (chimica, biologia, scienze umane), si riconnette a queste problematiche. 

Platone (sinistra) e Aristotele (destra) nel dipinto di Raffaello "La Scuola di Atene"

Platone (sinistra) e Aristotele (destra) nel dipinto di Raffaello “La Scuola di Atene”

Il concetto antico di sostanza, pur con sfaccettature differenti, passerà poi al Medio Evo, per arrivare alla scienza moderna.  In questo periodo di passaggio segnaliamo un’idea di sostanza aristotelica (più che di Aristotele).  Aristotele, infatti, aveva accennato anche ad una “materia prima”, che, tuttavia, non esisteva concretamente, staccata da qualsiasi forma.  Nel Medio Evo, tale precisazione decadde e il concetto di materia prima, materia di partenza onnipresente (e quindi realmente esistente), priva di tutte le determinazioni specifiche e potenzialmente base per ogni trasformazione, divenne importante.  A questa idea si riallacciò l’alchimia per le sue “trasmutazioni”.  L’idea di fondo era che, se esisteva un substrato di sostegno alle specifiche proprietà, doveva essere possibile eliminare queste proprietà, arrivare alla “materia prima” e poi inserire le nuove caratteristiche.  A prima vista a noi chimici questa sembra una “strana” idea del passato, ma per tanti fisici delle particelle subatomiche moderni, tali “trasmutazioni” non sembrano così irrealizzabili.  Sulla differenza tra sostenze (chimiche) e sostanza (fisica), che è poi alla base della possibilità o meno delle “trasmutazioni”, ritorneremo in un altro lavoro, quello sulla “materia” fisica.

John Locke

John Locke

Per avere una critica esplicita al concetto di sostanza, bisognerà attendere il realismo inglese del XVIII secolo.  La critica del concetto di sostanza rappresenta senz’altro il risultato più popolare e di maggiore risonanza storica della filosofia di John Locke.  Per questo filosofo, l’idea che noi colleghiamo col nome generale di ‘sostanza’, non è altro se non il soggetto presupposto, ma sconosciuto, degli attributi concreti degli oggetti, attributi che noi pensiamo non possano sussistere sine re substante, cioè senza qualcosa dove appoggiarsi e sostenere.  Tuttavia, per Locke, è fuori di dubbio che le sensazioni non si ordinerebbero di fronte a noi, consolidandosi in oggetti, e non ci indurrebbero al pensiero di una natura delle cose, autonoma e obbediente a proprie leggi, se noi non aggiungessimo costantemente a tali caratteristiche proprio quell’idea confusa e oscura di un “qualcosa”, che le appoggia e le sostiene. La semplice coesistenza di singole proprietà sensibili non esaurisce il contenuto del concetto di oggetto; quest’ultimo sorge soltanto quando noi pensiamo a tutti i caratteri particolari come uniti in qualche modo e riferiti a qualcosa di comune, per quanto sconosciuta. 

Immanuel Kant

Immanuel Kant

L’importanza di Kant per il concetto di sostanza è nella congiunzione che questo filosofo istituisce tra la sostanza e il moto.  Questo intrinseco legame di materia e movimento era essenziale in Kant.  Senza di esso la materia, come “sostanza nel fenomeno”, sarebbe stata un concetto vuoto, perché non sarebbe stato possibile distinguerla dalla spazio che essa occupava, fungendo ambedue come substratum del fenomeno: solo così, solo concependo la materia come il “mobile” nello spazio, era possibile applicarle concretamente la categoria di sostanza. A partire dai cambiamenti che si producono nelle cose, dagli effetti, dall’accadere, si giungeva necessariamente, secondo Kant, alla “sostanza” in quanto “permanente”.  La sostanza stessa era concepita come il substratum non mutevole di tutto ciò che muta.  Il problema della pluralità dei corpi (in relazione all’unica sostanza) quale era proposto a Kant dalla scienza e dalla esperienza ordinaria, si presentava sotto un duplice aspetto.  In quello propriamente spaziale, dei diversi e distinti oggetti fisici della nostra percezione e nell’aspetto relativo alla diversità delle sostanze materiali, che, a partire dalla scoperta del principio di Archimede, si connetteva alla nozione di peso specifico ed ai metodi per la sua determinazione.  Questo era il punto di contatto, all’epoca di Kant, tra la fisica e la chimica. 

Riassumendo, il concetto di sostanza è stato ritenuto essenziale praticamente da tutti i filosofi per due motivi: uno statico e l’altro dinamico.  Da un punto di vista statico la sostanza era il soggetto ultimo di tutti i predicati, quel “qualcosa” che permetteva l’unità del singolo oggetto e l’unitarietà di tutti gli oggetti. Senza tale concetto ogni oggetto si sarebbe spezzettato in proprietà senza relazioni e sarebbe mancato quel qualcosa che uniformasse, rendendo parti di un tutto, gli oggetti.  Da un punto di vista dinamico la sostanza era il sostrato permanente nei cambiamenti, quello che, ancora una volta, ci permetteva di identificare un oggetto, ma adesso nel tempo, nei cambiamenti.  Questa duplice esigenza è stata sempre sentita essenziale nel mondo filosofico e da qui l’importanza del concetto di sostanza.

descrizioni fisiche di realtà molecolari

descrizioni fisiche di realtà molecolari

Come vedremo, in ambito scientifico, più propriamente in ambito fisico, partendo dallo stesso approccio dei filosofi si arriverà nell’Ottocento, e soprattutto nel Novecento, al “superamento” di questa necessità.  Per la fisica moderna, un oggetto è nient’altro che l’insieme delle sue azioni e relazioni, quindi, non è necessario un sostrato che le tenga insieme.  Da qui la perdita di rilevanza del concetto di materia e la “smaterializzazione” della visione del mondo fisica.  La seconda considerazione riguarda l’unitarietà di tale sostanza.  Esemplare a tale proposito è Kant: il pluralismo della materia implica un monismo profondo.  Contro questa idea, sia filosofica che fisica, si lavorerà in buona parte del mio libro, partendo dalla materia vista con gli occhi della chimica, che è intimamente plurale, dove ci sono le sostanze non la sostanza.

 

Una risposta a Il concetto “culturale” di materia

  • Alfredo Tifi scrive:

    Molto chiaro e interessante. Attendo con piacere le parti successive. Mi permetto un’osservazione: il linguaggio con le sue esigenze è ciò che ha determinato in ultima analisi tutti i cambiamenti descritti e le relazioni di necessità, ma solo oggi ne siamo almeno un po’ consapevoli, e certamente Villani lo è più di quanto lo fosse Kant, dato che ha sviluppato una visione complessiva. Nel momento che la fisica si allontana dalle false certezze del linguaggio, per avventurarsi nella matematica delle “interazioni tra interazioni”, non perderemo per sempre la possibilità di comprendere il mondo che ci circonda? Avremo più una ontologia?

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