Shen Kuo, il più celebre ricercatore e inventore cinese dell’ XI secolo

Shen Kuo, inventore e ricercatore cinese

In tempi moderni è molto difficile ottenere un vasto e approfondito bagaglio di competenze multidisciplinari, ma in antichità non erano rare figure che si applicavano contemporaneamente nella filosofia, nella matematica, nella botanica e nell’astronomia, effettuando scoperte o delineando teorie rivoluzionarie in rapida successione. Erano altri tempi, questo è certo; ma gli studiosi a 360 gradi del passato hanno contribuito alla nascita della ricerca scientifica, anche considerando gli errori che hanno commesso per l’assenza di metodi d’indagine scientifici e rigorosi.
Uno di questi personaggi costantemente alla ricerca di risposte fu Shen Kuo: nell’ arco della sua vita si dedicò a qualunque disciplina conosciuta al tempo: matematica, astronomia, geologia, zoologia, botanica, farmacologia, agronomia, archeologia, cartografia, diplomazia, idraulica, poesia, musica ed economia.

Shen Kuo (1031 – 1095) fu il più famoso scienziato e uomo di stato della dinastia Song e certamente uno dei più celebri e prolifici ricercatori dell’ultimo millennio: molte idee e strumenti in uso ancora oggi sono riconducibili al suo lavoro svolto in differenti discipline, come la geomorfologia o il concetto di cambiamento climatico.

Dopo aver superato brillantemente gli esami imperiali per diventare funzionario governativo (1063), Shen Kuo fu ben presto notato dal governo centrale e assunto come studioso e ufficiale del governo, ottenendo sempre più riconoscimenti pubblici e ricoprendo cariche importanti come quella di direttore dei lavori idraulici e capo del dipartimento di astronomia imperiale.

Shen Kuo venne spesso inviato nelle varie regioni della Cina per effettuare ispezioni sui problemi e le inefficienze del regno. In questo periodo di ispezioni e verifiche iniziò a produrre alcune delle sue opere sull’idraulica, sulla geologia e sull’astronomia; ma fu solo durante i 6 anni di allontanamento forzato dalla corte (a causa di una disfatta militare di cui Shen Kuo fu ingiustamente accusato) che lo studioso cinese si dedicò anima e corpo agli studi accademici, ricerche che gli fecero ottenere una revoca degli arresti domiciliari e che lo immortalarono nella storia come uno dei più grandi sperimentatori del passato.

Shen Kuo scrisse estensivamente su svariati soggetti, dalla musica all’arte militare, dalla medicina all’astronomia. Qui sotto riporto un elenco dei suoi lavori più importanti, compresi alcuni che segnarono la storia antica.

Mappatura

Uno degli atlanti più vasti mai redatti da Shen Kuo conteneva 23 mappe della Cina e delle regioni limitrofe in scala uniforme di 1:900.000. L’inventore cinese produsse anche mappe a rilievo utilizzando segatura, legno, cera d’api e pasta di grano: le mappe tridimensionali erano già note da almeno 800 anni e raffigurate su superfici come vasi, urne e turiboli, ma Shen Kuo fu probabilmente il primo a creare una vera e propria mappa a rilievo su superficie piana vasta e dettagliata.

Farmacologia

Nei suoi trattati farmacologici, Shen Kuo descrisse le difficoltà di eseguire diagnosi corrette ed effettuare terapie valide, oltre a fornire informazioni sulla selezione degli ingredienti e la preparazione di medicamenti. Grazie alle nozioni apprese nel campo della botanica, della zoologia e della mineralogia, Shen descrisse sistematicamente centinaia di piante, animali e minerali presenti in Cina.

Ingegneria civile

Grazie a Shen Kuo sappiamo che tra il 1068 e il 1077 l’ufficiale di corte Huang Huaixin fece costruire il primo bacino di carenaggio coperto per la riparazione di barche lunghe fino a 60 metri. Shen dedicò parte del suo tempo ad analizzare l’efficacia dei nuovi sistemi di chiuse fluviali elaborate dall’ingegnere Qiao Weiyo: calcolò che questa nuova tecnologia consentiva di evitare l’assunzione di almeno 500 lavoratori e di permettere il transito di barche dalla stazza almeno 5 volte più grande rispetto alle chiuse utilizzate in precedenza.
Shen fu l’unico studioso del suo tempo ad analizzare il lavoro dell’architetto Yu Hao, il costruttore di una celebre pagoda di legno andata a fuoco nel 1044 e sostituita nel 1049 da una pagoda in mattoni (chiamata “Pagoda di Ferro”).

Anatomia

Shen Kuo fu il primo a smentire la teoria che la gola contenesse tre valvole invece di due, fornendo una sua personale interpretazione: la gola conteneva un sistema (la laringe) per distribuire il “qi” presente nell’aria lungo tutto il corpo, mentre l’esofago non era altro che un tubo che trasportava il cibo verso lo stomaco. Le dissezioni di cadaveri effettuate nel XII secolo volte a dimostrare o smentire queste affermazioni rivelarono che Shen Kuo aveva ragione.

Shen Kuo, matematica e gioco del go
Matematica

Shen Kuo si applicò intensivamente nella matematica e nella geometria. Fu uno dei primi ad impiegare la trigonometria per la risoluzione di problemi pratici e a cercare di trovare una rappresentazione pratica per i grandi numeri fino a 10 alla 43. Il suo lavoro sulla lunghezza di archi e cerchi fornì le basi per la trigonometria sferica formulata nel XIII secolo da Guo Shoujing.
L’applicazione della matematica a problematiche reali lo spinse a calcolare la lunghezza massima di una campagna militare in base all’approvvigionamento di risorse, ma il suo contributo matematico si può osservare in moltissime delle sue ricerche, dal calcolo delle tasse sui terreni a problemi legati al potere d’acquisto della valuta.
Utilizzando le permutazioni matematiche, Shen calcolò il numero di posizioni possibili in una scacchiera per il gioco del go: 847.288.609.443.

Ottica

Shen Kuo fu il primo cinese ad effettuare calcoli basati sulle osservazioni effettuate con una camera oscura. Anche se fu l’arabo Ibn al-Haytham (965–1039) il primo a sperimentare con la camera oscura, Shen Kuo detiene il primato per la prima descrizione delle proprietà geometriche e quantitative di questo strumento, elaborando concetti come i punti focali e osservando che l’immagine prodotta da uno specchio concavo risulta invertita. Shen non si definì mai come il primo cinese ad aver effettuato esperimenti con la camera oscura, attribuendo i primi studi a Duan Chengshi vissuto nel IX secolo sotto la Dinastia Tang.

Bussola magnetica

Shen Kuo fu il primo a descrivere l’impiego in navigazione di una bussola ad ago magnetico e il concetto di vero nord (Polo Nord geografico). Shen descrive con dovizia di particolari la procedura utilizzata per magnetizzare un ago di ferro o d’acciaio e i differenti metodi di realizzazione di una bussola con ago sospeso, scoprendo nel frattempo che “gli aghi magnetici sono sempre leggermente spostati verso Est invece che puntare esattamente verso Sud”.
Shen Kuo fu il primo a suggerire l’impiego di una rosa dei venti a 24 punti invece che gli 8 tradizionalmente utilizzati, idea che poco dopo la sua morte entrò nella pratica comune della costruzione delle bussole cinesi.

Riproduzione del cucchiaio magnetico cinese
Riproduzione di un cucchiaio magnetico cinese
Archeologia

Shen Kuo fu uno dei primi ricercatori antichi ad introdurre concetti moderni nell’archeologia del tempo, cercando di descrivere la storia e l’utilizzo dei reperti antichi sulla base di prove empiriche e criticando le ricostruzioni storiche fantasiose prive di alcun fondamento.
Shen formulò l’idea che l’archeologia doveva necessariamente avere un approccio interdisciplinare per descrivere correttamente i reperti riportati alla luce e mise in pratica molte delle sue conoscenze in campo metallurgico e geometrico per fornire valide spiegazioni sulla natura di molti oggetti antichi.
Il suo interesse per l’archeologia e l’astronomia lo portò a ricostruire una sfera armillare basata sulle descrizioni presenti in testi antichi; fu inoltre il primo a fornire una spiegazione dettagliata della costruzione delle antiche spade cinesi realizzate in ferro battuto e in acciaio.

Geologia

Shen Kuo fu il primo a formulare un’ipotesi sulla formazione delle terre emerse (geomorfologia) basata su svariate osservazioni del territorio cinese e sull’analisi di conchiglie fossili scoperte a centinaia di chilometri di distanza dal mare. Secondo Shen, le terre emerse venivano costantemente rimodellate da processi di erosione, sollevamento e deposizione di sedimenti.
L’inventore cinese scrisse anche che i bambù pietrificati scoperti in regioni in cui questa pianta non cresce erano l’indicatore che il clima terrestre avesse subito modifiche nel corso della storia.

Meteorologia

Anche se i Cinesi fecero numerosissime osservazioni meteorologiche nei secoli precedenti alla nascita di Shen Kuo, l’inventore fu il primo in Oriente a descrivere accuratamente i tornado e a formulare l’ipotesi che gli arcobaleni fossero formati dall’effetto che la luce solare produceva quando incontrava le particelle di pioggia. Il suo concetto di rifrazione atmosferica è del tutto coerente con i principi scientifici moderni e precede quello di Roger Bacon (1214-1294), il primo europeo a suggerire che i colori dell’arcobaleno fossero la conseguenza della rifrazione della luce solare.
Shen ipotizzò anche che la luce del sole, prima di raggiungere la superficie della Terra, subisse un processo di rifrazione che falsava la posizione dell’astro sulla volta celeste mostrandolo più in alto di quanto lo fosse nella realtà.

Mappa stellare di Su Song, contemporaneo di Shen Kuo
Mappa stellare di Su Song, contemporaneo di Shen Kuo
Astronomia

Trovandosi a capo del Dipartimento di Astronomia, Shen Kuo si rivelò particolarmente prolifico in questa disciplina: migliorò il design dello gnomone, della sfera armillare e della clessidra. Migliorò il tubo d’osservazione astronomico inventato nel V secolo allargandolo per osservare senza limitazioni il movimento della stella polare e riuscendo così a calcolare, in tre mesi di osservazioni, che questa stella si era mossa di circa 3 gradi.
Shen fu il primo a cercare di spiegare perché i corpi celesti fossero sferici, in contrasto con il concetto di Terra piatta in voga all’epoca in Cina. Fu anche il primo a ipotizzare che la Luna non emettesse luce ma riflettesse quella solare.
Shen Kuo formulò ipotesi per spiegare le variazioni nel moto dei pianeti, incluso il moto retrogrado. Assieme al suo collega Wei Pu, ricalcolò le orbite dei corpi celesti conosciuti eseguendo osservazioni tre volte per notte nell’arco di cinque anni consecutivi e correggendo le coordinate lunari e solari calcolate 350 anni prima dall’astronomo Yi Xing.

Natura

Shen Kuo descrisse come gli insetti predatori fossero in grado di controllare quelli infestanti che causavano danni agricoli incalcolabili in Cina. Si dimostrò anche preoccupato per la deforestazione causata dall’industria del ferro e per la produzione di inchiostri, suggerendo l’utilizzo del petrolio come sostituto del carbone e creando un inchiostro a base di petrolio più resistente di quelli impiegati in precedenza.

Shen Kuo

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