Secció 2^a. La revolució científica

L’organització i difusió del treball científic

Al llarg del segle XVII, l’estatus de l’activitat científica s’elevà, almenys, al mateix nivell que el que gaudien la religió i la filosofia. Un dels factors que ajuda a explicar aquesta ascensió social del treball dels científics foren les innovacions que es produïren en les seves formes d’organització, amb la fundació de les societats científiques. La primera d’aquestes societats orientada a l’estudi de les ciències naturals es fundà a Itàlia, a començaments del segle XVII. Galileu Galilei fou la seva figura principal. Ferm defensor de les tesis copernicanes, que feien del Sol el centre del sistema planetari, sostingué una agra polèmica amb les autoritats eclesiàstiques a partir de la publicació, l’any 1632, del seu «Diàleg sobre els dos màxims sistemes del món», un tractat científic on deixà clares les seves simpaties per les idees de Copèrnic. Davant la condemna de la jerarquia catòlica a les tesis allí exposades, el vell professor s’hagué de retractar. No obstant, l’any 1638 publicà, lluny de la censura vaticana, els seus «Discursos i demostracions matemàtiques sobre dues noves ciències», que resultà ser la seva contribució més decisiva a la defensa del dret de la ciència moderna per establir les veritats sobre el món natural.

La victòria definitiva de la ciència moderna es produí, no obstant, en una Anglaterra que es considerà un territori més segur per a la lliure expressió de les idees que Itàlia, aquesta última ofegada per la censura eclesiàstica. Anglaterra, i en particular, la universitat d’Òxford, ja tenia una llarga tradició d’interès per l’estudi de la naturalesa. Però fou en el segle XVII que l’activitat científica a Anglaterra començà a adquirir gran importància social.

Un dels principals responsables del prestigi que assolí la recerca científica en aquell país fou el filòsof Francis Bacon. Dedicà la seva vida a promoure la creació d’una nova institució pública que s’orientés a fomentar el progrés del saber i l’experimentació científica. Escriví també diverses obres en les que advocà per una civilització dominada pels científics dedicats tots junts a l’exploració del món. La tasca perseverant de Bacon, juntament amb la d’altres promotors de l’activitat científica, obtingueren el seu fruit amb la creació de la «Royal Society» de Londres, que aviat es convertiria en la institució científica de més prestigi, i en un centre de referència per facilitar la cooperació i l’intercanvi de coneixements científics a nivell internacional. Fundada l’any 1662, els seus membres compartien amb Bacon el seu convenciment de què solament el recte curs de la lenta i segura experimentació podria conduir a l’avenç del coneixement. La seva innovació més remarcable fou la creació d’allò que seria el model de totes les publicacions científiques posteriors. En la revista de la prestigiosa societat científica, tant els seus membres com altres científics, explicaren els seus descobriments científics als seus col·legues^[268].

El mètode científic

Al marge de les societats científiques, entre els elements que ajuden a comprendre el prestigi que assoliren els científics, destaca la invenció del mètode científic. Com ja s’ha assenyalat anteriorment, René Descartes atribuí la font de tota certesa a l’intel·lecte humà. En el pensament cartesià, són la lògica i les matemàtiques, producte de la ment humana, la clau per accedir al coneixement. La geometria el camí més segur i apropiat per demostrar la veritat. El seu mètode científic constitueix un instrument metodològic per fonamentar el coneixement sobre el món natural. Basà la demostració de les seves conclusions per mitjà de tot un conjunt de definicions i postulats, tot això interconnectat en un edifici de rigor racional.

Un exemple d’aquesta manera de treballar havia estat la construcció del model cosmològic de Copèrnic. En molts llibres d’història de la ciència es relaciona la revolució científica dels segles XVI i XVII, amb el model cosmològic proposat per aquest famós astrònom. Es parla d’una revolució copernicana que hauria capgirat els fonaments cosmològics de la societat europea. Però aquesta visió tan sols és parcialment correcta. Ho és en el sentit que la proposta de Copèrnic obrí un debat que conduí a una radical transformació en la concepció de l’Univers. També en el sentit que inaugurà una nova era científica en la qual el rigor i la bellesa de les matemàtiques constituiria un puntal imprescindible per al desenvolupament de l’activitat científica. No obstant, no és menys cert que Copèrnic no va dir res més que el que ja havia proposat Aristarc de Samos dos mil anys abans. I que la seva elucubració teòrica, en la manera que ell la formulà, no trobava un suport observacional millor que el sistema ptolemaic.

Entre els més savis, l’acceptació generalitzada del model cosmològic proposat per Copèrnic no es produí fins que el seu model fos millorat de forma sensible per Johannes Kepler. En les últimes dècades del segle XVI, l’astrònom danès Tycho Brahe havia realitzat una tasca fenomenal de recollida de valuoses i precises observacions astronòmiques. Kepler concilià les mesures del danès amb el model matemàtic de Copèrnic. Comprovà que era impossible mantenir que la proposta copernicana pogués ser compatible amb les acurades observacions del seu mestre.

Quan es concentrà en el planeta Mart, observà que el seu estrany moviment aparent tan sols es pot resoldre de forma matemàtica si es postula que l’òrbita que descriu entorn al Sol és el·líptica, i no circular com havia proposat Copèrnic. Entre 1609 i 1621, modificà el model copernicà per tal d’adequar-lo d’una manera més fidel possible al comportament real de la naturalesa. És aquesta conciliació de la teoria cosmològica copernicana amb les observacions efectuades per Brahe, aquest ús de les matemàtiques amb el decidit propòsit de descriure de la millor manera possible la naturalesa, allò que constitueix l’exemple per excel·lència de com treballà la ciència moderna, el veritable mètode científic que explicà magistralment Galileu en la seva transcendental obra de 1638^[269].

Els instruments d’observació

Un tercer element de la revolució científica del segle XVII fou l’ús de telescopis i microscopis en la tasca de descobrir noves realitats sobre el món natural. L’astronomia, l’òptica i la biologia científica són les branques del coneixement que resultaren més beneficiades. Molt en particular, allò que convencé més a Galileu de la superioritat del model copernicà sobre el ptolemaic foren els descobriments que realitzà a través del telescopi que ell mateix havia construït, i amb el qual es dedicà a observar els astres del firmament. Entre 1609 i 1610, s’adonà de la gran quantitat d’astres que hi ha en el cel, molts més dels que podien ser vistos a simple vista; que Venus presenta fases com la Lluna; i que el nostre satèl·lit té muntanyes i valls com els que hi ha a la Terra. Descobrí també quatre llunes que giren entorn al planeta Júpiter, demostrant així que no era certa la hipòtesi ptolemaica que sostenia que tots els astres giren entorn a la Terra^[270].

La importància que adquirí el telescopi per a la recerca científica animà els científics a interessar-se en comprendre millor el fenomen de la llum. L’òptica esdevingué una part de la geometria. L’holandès Willebrord Snell redescobrí les lleis físiques que regulen la refracció₀ de la llum^[271], un fet aquest que, com es va veure en el capítol 4, ja havia realitzat segles abans ibn Shal, però que ja s’havia oblidat. Aprofitant els avenços teòrics de Snell, els també neerlandesos germans Huygens construïren els millors instruments d’observació astronòmica del seu temps. Amb el seu ús, l’any 1655, descobriren Tità, el més gran dels satèl·lits de Saturn^[272].

En el camp de la biologia científica, Galileu tingué també un paper important, amb la fabricació d’un microscopi que li permeté fer les primeres il·lustracions detallades d’insectes. L’any 1646, Athanasius Kircher publicà les primeres descripcions clares d’organismes vius diminuts que havia descobert amb l’ús d’un microscopi. S’adonà que apareixien en tota classe de substàncies descompostes, des de la llet, a la sang de persones que patien de febres^[273]. Cap al 1660, Marcello Malpighi descobrí els diminuts capil·lars sanguinis que cobreixen les parts internes dels pulmons, cosa que li permeté completar i corregir les observacions sobre el funcionament de la circulació de la sang que havia efectuat uns quants anys abans William Harvey, quan encara no es coneixia aquell aparell. El 1665, Robert Hooke publicà el primer tractat que descriu el món del més petit vist a través del microscopi. El britànic posà també les bases de la paleontologia₀. Identificà els fòssils₀ com les restes d’animals i plantes que temps ençà eren vives. Uns quants anys més tard, Antony van Leeuwenhoek emprà en les seves recerques un microscopi, fabricat per ell mateix, amb el qual descobrir formes de vida diminutes: els bacteris^[274].

La física matemàtica

Un quart element que catapultà la ciència moderna a la condició de categoria suprema del coneixement humà fou el conreu de la física matemàtica. Ja en la seva polèmica obra de 1632, Galileu Galilei havia exposat una teoria sobre el moviment dels cossos que se separava de la física aristotèlica. Proposà que, en absència d’alguna força que ho impedeixi, un objecte continuarà en moviment per temps indefinit a menys que aquest sigui afectat per fricció o per alguna altra força externa que s’oposi a aquest moviment. És la seva llei de la inèrcia que, entre d’altres fenòmens, permet explicar el moviment en forma de paràbola que segueix una bala de canó quan és llançada a l’aire. Es convertí en la primera peça de la nova física matemàtica per explicar el funcionament de la naturalesa. Tenia com a precedent la teoria de l’ímpetu, elaborada en el segle XIV, per Jean Buridan, i que, com la llei de la inèrcia de Galileu, però contràriament al que es deduïa de la física aristotèlica, implica que una força pot, no solament mantenir, sinó també alterar el moviment d’un objecte^[275].

Aquell també fou el moment en què les matemàtiques adoptaren les formes modernes que avui utilitzem. Cap al 1585, François Viète i Simon Stevin havien introduït a Europa, de forma coetània i independent, les formes decimals que ja havien emprat xinesos i àrabs segles abans. Poc temps després, John Napier inventà els logaritmes, que són un conjunt de regles que serveixen per simplificar determinats càlculs, convertint la multiplicació i la divisió de certes funcions matemàtiques en una suma o en una diferència^[276]. Pierre du Fermat i René Descartes inventaren la geometria de coordenades, que permet representar una corba a partir d’una equació matemàtica que es pot resoldre a través de l’àlgebra^[277].

Amb la nova eina d’anàlisi de Fermat i Descartes, els físics del seu temps van ser capaços de resoldre de forma senzilla problemes que no havien pogut resoldre els antics grecs a partir de la geometria d’Euclides. Isaac Newton desenvolupà la geometria de coordenades per inventar, de forma coetània a Gottfried Wilhelm Leibniz, nous instruments de càlcul que ajudessin a mesurar la variació de propietats que es modifiquen de forma contínua, com succeeix, per exemple, amb la velocitat dels objectes.

L’aplicació de les noves matemàtiques a l’exploració quantitativa del canvi i de les transformacions que es realitzen en els fenòmens naturals, va permetre a Newton formular una nova explicació sobre el funcionament de l’Univers que derivà de la llei que el va fer universalment famós i que descriu el fenomen de la gravitació universal^[278]. Exposada en els seus «Principis matemàtics de filosofia natural», obra que fou publicada l’any 1687, integra matemàticament les dels moviments planetaris, a través de la llei dels quadrats inversos, que estableix que la força amb la qual s’atrauen dos cossos és directament proporcional al producte de les seves masses i inversament proporcional al quadrat de la distància que els separa.

En els segles XVIII i XIX, la física de Newton s’emprà per predir d’una forma bastant precisa diversos fenòmens astronòmics. Una de les més memorables fou la que realitzà Edmond Halley, l’any 1705. Predí que el cometa que havia aparegut sobre el firmament el 1682, retornaria el 1758. Efectivament, l’objecte que avui és conegut amb el nom del cometa Halley, fou vist una altra vegada el dia de Nadal de 1758. La confirmació d’aquesta i altres prediccions d’aquest astrònom posaren de manifest el poder predictiu de la ciència newtoniana. Un altre descobriment important seu fou el del desplaçament de la posició d’algunes de les estrelles que havien estat descrites pel grec Hiparc uns dos mil anys abans. Destruí la creença que veia les estrelles com petites llums lligades a una esfera cristal·lina que es troba situada una mica més enllà de l’òrbita de Saturn. Contribuí a estendre una nova comprensió de l’Univers on les estrelles són reconegudes com altres sols situats a immenses distàncies de nosaltres^[279].

Aplicacions tecnològiques

La bellesa de la solució de Newton al problema de la gravetat formà part del canvi d’actitud que estava experimentant la societat en un sentit ampli. I és que el problema central de l’astronomia havia estat des de sempre entendre el funcionament de la ment divina. No obstant, en temps de Newton, aquesta disciplina tenia també una meta molt més pràctica, que consistia en millorar els càlculs de la longitud terrestre, cosa que resultava fonamental per millorar la navegació oceànica.

Un altre dels avenços científics que reportaria beneficis palpables a la humanitat en forma d’aplicacions tecnològiques fou la recuperació per al pensament occidental de la teoria atomista que havien formulat més de dos mil anys abans Leucip i Demòcrit. Pierre Gassendi postulà, de nou, l’existència d’unes partícules amb massa, anomenades àtoms, dotades d’inèrcia, i que es mouen en el buit. El redescobriment de l’existència del buit impulsà la recerca científica destinada a entendre i produir aquest fenomen de la naturalesa. El 1654, Otto von Guericke inventà una màquina d’aire capaç de produir el buit en grans recipients. Emprà una d’aquestes màquines per demostrar que, per separar dues semiesferes buides d’aire, és necessària una força de setze cavalls tirant per cada costat. El seu invent proporcionà una prova del potencial que tenia l’estudi del buit i dels moviments dels gasos. Pocs anys abans, Evangelista Torricelli havia descobert que, a l’interior d’un tub, la pressió de l’aire empenta la columna de mercuri fins una alçada màxima de 76 centímetres, i que l’espai que queda per sobre de la columna de mercuri és el buit real. Però l’avenç científic més significatiu en aquesta matèria fou assolit pel britànic Robert Boyle. El 1662, demostrà que el volum ocupat per un gas augmenta de forma inversament proporcional a la pressió que s’exerceix sobre ell, proposició que és coneguda, en el seu honor, com la llei de Boyle. Ell mateix i Robert Hooke utilitzaren aquell descobriment per millorar la bomba d’aire de von Guericke^[280]. A cavall dels segles XVII i XVIII, les bombes d’aire continuaren essent perfeccionades per Denis Papin i Thomas Shavery. El bombeig d’aigua de les mines de carbó es convertí en la primera aplicació de la ciència moderna destinada a millorar les condicions de vida de la població. Poques dècades més tard, ciència i tecnologia es combinarien una altra vegada amb la invenció de la màquina de vapor^[281].