Per trasformare la storia naturale in una vera scienza, bisognerebbe dedicarsi a investigazioni capaci di dirci non la forma particolare di tale animale, ma i procedimenti generali della natura nella produzione e conservazione dell'animale.
Pierre Louis Moreau de Maupertuis era un matematico francese, filosofo e uomo di lettere. Divenne direttore dell'Académie des Sciences e primo presidente dell'Accademia prussiana delle scienze, su invito di Federico il Grande.
Maupertuis condusse una spedizione in Lapponia per determinare la forma della Terra. Gli viene spesso attribuito il merito di aver inventato il principio di minima azione; una versione è nota come principio di Maupertuis – un'equazione integrale che determina il percorso seguito da un sistema fisico. Il suo lavoro in storia naturale è interessante in relazione alla scienza moderna, poiché affrontò aspetti dell'ereditarietà e della lotta per la vita.
Biografia
Maupertuis nacque a Saint-Malo, Francia, in una famiglia moderatamente benestante di mercanti-corsari. Suo padre, Renė, era stato coinvolto in un serie di imprese centrali per la monarchia cosicché prospera socialmente e politicamente. Il figlio fu educato alla matematica da un precettore privato, Nicolas Guisnée, e dopo aver completato la sua educazione formale suo padre gli assicurò una commissione di cavalleria in gran parte onoraria. Dopo tre anni nella cavalleria, durante i quali conobbe ambienti sociali e matematici alla moda, si trasferì a Parigi e iniziò a costruire la sua reputazione come matematico e ingegno letterario. Nel 1723 fu ammesso all'Académie des Sciences.
I suoi primi lavori matematici ruotavano intorno alla controversia della vis viva, per la quale Maupertuis sviluppò ed estese il lavoro di Isaac Newton le cui teorie non erano ancora ampiamente accettate al di fuori dell'Inghilterra e si oppose alla declinante meccanica cartesiana. Negli anni 1730, la forma della Terra divenne un punto di scontro nella battaglia tra sistemi meccanici rivali. Maupertuis, sulla base della sua esposizione di Newton con l'aiuto del suo mentore Johan Bernoulli predisse che la Terra dovrebbe essere oblata, mentre il suo rivale Jacques Cassini la misurò astronomicamente come prolata. Nel 1736 Maupertuis fu capo della Missione Geodetica Francese inviata dal Re Luigi XV in Lapponia per misurare la lunghezza di un grado di arco del meridiano. I suoi risultati, che pubblicò in un libro che dettagliava le sue procedure, essenzialmente risolsero la controversia a suo favore. Il libro includeva un racconto d'avventura della spedizione e un resoconto delle iscrizioni di Käymäjärvi in Svezia. Al suo ritorno a casa divenne membro di quasi tutte le società scientifiche d'Europa.
Dopo la spedizione in Lapponia, Maupertuis iniziò a generalizzare i suoi primi lavori matematici, proponendo il principio di minima azione come un principio metafisico che sta alla base di tutte le leggi della meccanica. Espanse anche nel regno biologico, pubblicando anonimamente un libro che era parte divulgazione scientifica, parte filosofia e parte erotica: Vénus physique. In tale opera, Maupertuis propose una teoria della generazione cioè la riproduzione in cui la materia organica possedeva un'"intelligenza" auto-organizzante analoga al concetto contemporaneo chimico di affinità, che fu ampiamente letto e commentato favorevolmente da Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon. Successivamente sviluppò ulteriormente le sue idee sugli esseri viventi in un'opera pseudonima più formale che esplorava l'ereditarietà, raccogliendo prove che confermavano i contributi di entrambi i sessi e trattava le variazioni come fenomeni statistici.
Nel 1740 Maupertuis andò a Berlino su invito di Federico II di Prussia e partecipò alla battaglia di Mollwitz, dove fu catturato dagli austriaci. Dopo il suo rilascio tornò a Berlino, e quindi a Parigi, dove fu eletto direttore dell'Accademia delle scienze nel 1742, e l'anno seguente fu ammesso all'Académie française. Tornando a Berlino nel 1744, di nuovo per desiderio di Federico II, fu scelto presidente della Reale Accademia prussiana delle scienze nel 1746, che controllò con l'aiuto di Leonhard Euler fino alla sua morte. La sua posizione divenne estremamente difficile allo scoppio della Guerra dei Sette Anni tra il suo paese e quello del suo patrono, e la sua reputazione soffrì sia a Parigi che a Berlino. Trovando la sua salute in declino, si ritirò nel 1757 nel sud della Francia, ma andò nel 1758 a Basilea, dove morì un anno dopo. La disposizione difficile di Maupertuis lo coinvolse in continue liti, di cui le sue controversie con Samuel König e Voltaire nella parte finale della sua vita sono esempi.
"Lo splendore di gran parte di ciò che fece fu minato dalla sua tendenza a lasciare il lavoro incompiuto, dal suo mancato realizzo del suo stesso potenziale. Fu l'intuito del genio che lo condusse al principio di minima azione, ma una mancanza di energia intellettuale o rigore che gli impedì di dargli la fondazione matematica che Lagrange avrebbe fornito... Rivela notevoli poteri di percezione nell'ereditarietà, nella comprensione del meccanismo con cui le specie si sviluppavano, persino nell'immunologia, ma nessuna teoria completamente elaborata. Il suo lavoro filosofico è il più affascinante: audace, emozionante, ben argomentato."
Evoluzione
Alcuni storici della scienza indicano il suo lavoro in biologia come un significativo precursore dello sviluppo della teoria evolutiva, specificamente della teoria della selezione naturale. Altri scrittori sostengono che le sue osservazioni sono cursorie, vaghe o incidentali a quel particolare argomento. Il verdetto di Mayr era "Non era né un evoluzionista, né uno dei fondatori della teoria della selezione naturale era uno dei pionieri della genetica". Maupertuis sostenne una teoria della pangenesi, postulando particelle da madre e padre come responsabili dei caratteri del bambino. Bowler gli attribuisce studi sull'ereditarietà, con l'origine naturale delle razze umane, e con l'idea che forme di vita possono essersi modificate nel tempo.
Maupertuis era un forte critico dei naturalisti teologi, indicando fenomeni incompatibili con un concetto di Creatore buono e saggio. Era anche uno dei primi a considerare gli animali in termini di popolazioni variabili, in opposizione alla tradizione di storia naturale che enfatizzava la descrizione di singoli esemplari.
La difficoltà di interpretare Maupertius può essere misurata leggendo le opere originali. Di seguito una traduzione dall'Essai de cosmologie, seguita dal passaggio francese originale:
Ma non si potrebbe dire che, nelle combinazioni fortuite delle produzioni della natura, poiché c'erano solo alcune dove erano presenti certe relazioni di idoneità che avrebbero potuto sussistere, non è da meravigliarsi che questa idoneità sia presente in tutte le specie che attualmente esistono? Il caso, si potrebbe dire, aveva prodotto un'infinita moltitudine di individui; un piccolo numero si trovò costruito in modo tale che le parti dell'animale potessero soddisfare i suoi bisogni; in un'altra infinitamente più grande, non c'era né idoneità né ordine: tutti questi ultimi hanno perso la vita. Gli animali privi di bocca non potevano vivere; altri privi di organi riproduttivi non potevano perpetuarsi; gli unici che rimasero erano quelli in cui l'ordine e l'idoneità erano presenti; e queste specie, che vediamo oggi, sono solo la più piccola parte di ciò che il destino cieco aveva prodotto.
Lo stesso testo fu pubblicato in precedenza nel 1748 come "Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique" traduzione: "Derivazione delle leggi del movimento e dell'equilibrio da un principio metafisico". King-Hele 1963 indica idee simili, anche se non identiche, di trent'anni dopo di David Hume nei suoi Dialogues Concerning Natural Religion del 1777.
Il principale dibattito in cui Maupertuis era coinvolto era uno che trattava le teorie concorrenti della generazione cioè il preformismo e l'epigenesi. Il suo resoconto della vita coinvolgeva la generazione spontanea di nuove specie di animali e piante, insieme all'eliminazione massiccia di forme difettose. Queste idee evitavano la necessità di un Creatore, ma non fanno parte della moderna concezione dell'evoluzione. La data di queste speculazioni, 1745, è contemporanea con il proprio lavoro di Carl Linnaeus, e quindi precede qualsiasi nozione ferma di specie. Inoltre, il lavoro sulla genealogia, abbinato al tracciamento dei caratteri fenotipici attraverso i lignaggi, prefigura il lavoro successivo fatto in genetica.
Principio di minima azione
Il principio di minima azione afferma che in tutti i fenomeni naturali una quantità chiamata 'azione' tende a essere minimizzata. Maupertuis sviluppò tale principio nel corso di due decenni. Per lui, l'azione potrebbe essere espressa matematicamente come il prodotto della massa del corpo coinvolto, della distanza percorsa e della velocità con cui percorreva.
Nel 1741, presentò un articolo all'Accademia delle scienze di Parigi, Loi du repos des corps, Legge dei corpi a riposo. In esso mostrò che un sistema di corpi a riposo tende a raggiungere una posizione in cui qualsiasi cambiamento creerebbe il più piccolo cambiamento possibile in una quantità che sosteneva potesse essere assimilata all'azione.
Nel 1744, in un altro articolo all'Accademia di Parigi, diede il suo Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles Accordo di parecchie leggi naturali che finora erano sembrate incompatibili per mostrare che il comportamento della luce durante la rifrazione – quando si piega entrando in un nuovo mezzo – era tale che il percorso totale che seguiva, da un punto nel primo mezzo a un punto nel secondo, minimizzava una quantità che di nuovo assimilava all'azione.
Infine, nel 1746 diede un ulteriore articolo, il Loix du mouvement et du repos Leggi del movimento e del riposo, questa volta all'Accademia delle scienze di Berlino, che mostrò che le masse puntiformi minimizzavano anche l'azione. Le masse puntiformi sono corpi che possono essere trattati ai fini dell'analisi come aventi una certa quantità di materia una massa concentrata in un singolo punto. Un grande dibattito nella prima parte del diciottesimo secolo riguardava il comportamento di tali corpi nelle collisioni. I fisici cartesiani e newtoniani hanno sostenuto che nelle loro collisioni, le masse puntiformi conservavano sia il momento che la velocità relativa. I leibniziani, d'altra parte, sostenevano che conservavano anche quella che era chiamata forza viva o vis viva. Questo era inaccettabile per i loro avversari per due ragioni: la prima che la conservazione della forza viva non si applicava ai cosiddetti corpi 'duri', corpi totalmente incomprimibili, mentre gli altri due principi di conservazione sì; la seconda era che la forza viva era definita dal prodotto della massa e del quadrato della velocità. Perché la velocità appariva due volte in questa quantità, come suggerisce l'elevamento al quadrato? I leibniziani argomentavano che era abbastanza semplice: c'era una tendenza naturale in tutta la materia verso il movimento, quindi anche a riposo, c'è una velocità intrinseca nei corpi; quando iniziano a muoversi, c'è un secondo termine di velocità corrispondente al loro movimento effettivo.
Questo era anatemma per i cartesiani e i newtoniani. Una tendenza intrinseca verso il movimento era una 'qualità occulta' del tipo favorito dagli scolastici medievali e da resistere a tutti i costi.
Oggi il concetto di un corpo 'duro' è rifiutato; e la massa per il quadrato della velocità è solo il doppio dell'energia cinetica quindi la meccanica moderna riserva un ruolo importante per la quantità ereditaria della 'forza viva'.
Per Maupertuis, tuttavia, era importante mantenere il concetto di corpo duro. E la bellezza del suo principio di minima azione era che si applicava altrettanto bene ai corpi duri ed elastici. Poiché aveva mostrato che il principio si applicava anche a sistemi di corpi a riposo e alla luce, sembrava che fosse veramente universale.
La fase finale del suo argomento è arrivata quando Maupertuis ha iniziato a interpretare il suo principio in termini cosmologici. 'Minima azione' suona come un principio di economia, approssimativamente equivalente all'idea di economia di sforzo nella vita quotidiana. Un principio universale di economia di sforzo sembrerebbe mostrare il funzionamento della saggezza nella costruzione stessa dell'universo. Questo, secondo il punto di vista di Maupertuis, sembra un argomento più potente per l'esistenza di un Creatore infinitamente saggio di qualsiasi altro che possa essere avanzato.
Pubblicò il suo pensiero su questi argomenti nel suo Essai de cosmologie Saggio di cosmologia del 1750. Mostra che i principali argomenti avanzati per provare Dio, dalle meraviglie della natura o dall'apparente regolarità dell'universo, sono tutti soggetti a obiezioni quale meraviglia c'è nell'esistenza di certi insetti particolarmente ripugnanti, quale regolarità c'è nell'osservazione che tutti i pianeti ruotano nello stesso piano quasi identico – esattamente lo stesso piano avrebbe potuto essere affascinante ma 'quasi lo stesso piano' è molto meno convincente. Ma un principio universale di saggezza fornisce una prova indiscutibile della forma dell'universo da parte di un Creatore saggio.
Quindi il principio di minima azione non è solo il culmine del lavoro di Maupertuis in diversi settori della fisica, lo vede come il suo raggiungimento più importante anche in filosofia, fornendo una prova incontrovertibile di Dio.
I difetti nel suo ragionamento sono principalmente che non c'è una ragione ovvia per cui il prodotto della massa, della velocità e della distanza dovrebbe essere particolarmente considerato come corrispondente all'azione, e ancor meno ragione per cui la sua minimizzazione dovrebbe essere un principio di 'economia' come una minimizzazione dello sforzo. In effetti, il prodotto della massa, della velocità e della distanza è matematicamente l'equivalente del prodotto della forza viva
