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Redi si fregiava con orgoglio del proprio ruolo di "filosofo esperimentatore", e non a caso aveva sempre rivendicato di essere stato "uno de' primi fondatori" dell'Accademia del Cimento. Per uno scienziato come lui, che era dotato di spiccate qualità di letterato e di bibliofilo costituiva un imperativo di valore assoluto credere solo a quello che aveva osservato "con gli occhi propri". A differenza di quanti scrivevano solo "al tavolino", sulla base di informazioni ricavate da auctores più o meno antichi e recenti, il "filosofo esperimentatore" doveva confrontarsi con il 'libro della natura', e non poteva "affermar con certezza, se non quando con gli occhi propri, dopo molte prove e riprove", aveva personalmente e direttamente "osservato".
Per realizzare questo ideale epistemologico, basato sul principio della "certezza" oggettiva, non bastava il metodo galileiano dell'esperienza "iterata e reiterata". Occorreva per Redi dispiegare uno sguardo anatomico illuminato in tutti i più riposti recessi della natura, e perseguire un vigile confronto tra l'osservazione ad occhio nudo e l'osservazione microscopica. In termini rediani, confrontarsi con la realtà, in particolare quella della vita organizzata, toccando "con mano" e guardando "con gli occhi".
In tutte le opere rediane questo principio era stato rivendicato con forza. Le Osservazioni intorno alle vipere si erano aperte con questa consapevolezza: "Ogni giorno più mi vado confermando nel mio proposito di non voler dar fede nelle cose naturali se non a quello che con gli occhi miei propri io vedo". Nelle Esperienze intorno alla generazione degl'insetti Redi si era rivolto così a Carlo Dati, il destinatario della memoria: "E qui piacciavi di ricordarvi ch'io mi ristringo sempre a quel che ho veduto con gli occhi miei propri, e che fuor di questo non nego mai e non affermo che che sia". E anche alla fine della propria carriera, nelle Osservazioni intorno agli animali viventi che si trovano negli animali viventi , il naturalista aretino aveva ribadito con immutata convinzione questa immagine della scienza: "Non posso con certezza scrivere ed affermare se non quello che da me medesimo ho veduto ed osservato".
Sia nelle opere che nell'epistolario, con toni retorici spesso fortemente esibiti, Redi sviluppava una vera e propria 'apologia dell'occhio e della mano'. Questa strategia epistemologica individuava nell'esperienza personale, immediata e tattile delle cose, e nella contestuale liberazione dalla sudditanza alle opinioni, la via di accesso privilegiata alla verità. In una lettera a Jacopo Del Lapo del 30 settembre 1682 questa esigenza trovava la sua espressione più convinta e stilisticamente efficace: "Sempre più mi confermo nella mia antica opinione, che chi vuol ritrovar la verità, non bisogna cercarla a tavolino su' libri, ma fa di mestiere lavorar di propria mano, e veder le cose con gli occhi propri".
Oltre a fare l'apologia del procedimento sperimentale, non di rado Redi si compiaceva di ostentare una curiosa forma di 'edonismo epistemologico' per tutte le forme di visualizzazione e manipolazione degli oggetti naturali, che non a caso ha sempre attirato l'attenzione di quegli interpreti che tentano di trasferire le motivazioni psicanalitiche all'indagine storiografica. Giocando abilmente sui registri dei piaceri dell'occhio e di quelli del palato, il naturalista aretino si divertiva ad atteggiarsi nei panni del moderno epicureo che aveva sempre cercato, con "ogni possibile pena ed ogni sollecitudine", la "soddisfa[zione]" dei propri "occhi corporali", e arrivava perfino a vantarsi (identificando la conoscenza delle cose con il loro possesso attraverso la forma primordiale della loro ingestione e digestione) della sua "insaziabile ghiottornìa" di volere in ogni occasione "osservare i fatti della natura".
La certezza del valore assoluto del responso oculare, nella valutazione dei fenomeni, non impediva a Redi di rendersi conto che, spesso, la realtà risultava opaca e sfuggente anche allo sguardo più attento e penetrante. Lui stesso ne aveva dovuto, d'altra parte, fare l'esperienza a proprie spese. Nel caso dell'osservazione del pungiglione degli scorpioni non era infatti riuscito per molto tempo a decidere se era forato o meno, e solo alla fine, ma prescindendo proprio dall'osservazione microscopica diretta, aveva scoperto la 'verità'. Nel caso invece del numero delle orecchiette del cuore di vipera, di cui aveva trattato nella sua prima memoria del 1664, era stato costretto a riconoscere, di lì a qualche anno, che si era sbagliato a sostenere che erano due. Era stato questo uno dei suoi "errori", sui quali sono stati scritti fiumi d'inchiostro da parte degli storici.
Stretto tra gli imperativi metodologici di principio e la difficoltà di metterli in pratica, Redi giungeva in questo modo ad una formulazione più duttile dei propri obiettivi. Riferendosi proprio alle Osservazioni intorno alle vipere, scriveva ad Alessandro Moro, in una lettera del 15 ottobre 1669, che la sua preoccupazione fondamentale era stata sempre quella di "fare ogni sforzo" per "ritrovare la verità". Per riuscire in questo intento c'era una sola strada che egli credeva di aver seguito fino in fondo. Scriveva: "sinceramente, e senza veruna alterazione, scrissi quello che vidi"; ma per precisare, subito dopo: "o per lo meno, mi parve di vedere". Lo stesso atteggiamento di cautela si ritrovava nelle Osservazioni intorno agli animali viventi, dove a più riprese annotava: "di tal secondo canale biliario epatico non era guernito il sinistro fegato, o non lo seppi vedere"; oppure: "occhi migliori de' miei, una volta per avventura ve la scorgeranno, se ella vi è, aiutati dal lume che qui ne ho io presentement
e dato". Trattando infine del canale che metteva in comunicazione la vescica natatoria dei pesci con lo stomaco Redi diceva che in molte specie era impossibile vederlo, "ancorché sia probabile e certissimo ch'ei vi sia". In un caso così, allo scienziato non restava che ammettere con un pizzico di delusione: "ma da me medesimo ne incolpo la mia poca diligenza e destrezza, congiunta forse con qualche mia insolita impazienza".
Se era visibilmente soddisfatto dell'immagine che si era conquistato sul campo di scienziato "il più incredulo del mondo", Redi si premurava di precisare, ben sapendo quanto fosse pericoloso questo atteggiamento nel mondo della Controriforma e del Concilio di Trento, che questa scelta epistemologica egli la metteva in pratica solo "nelle cose naturali", non certo nelle questioni di fede. Convinto com'era, dopo l'affaire galileiano, che "i santi e profondi misteri di nostra fede" non "cammina[va]no di pari con le naturali cose", Redi aveva impostato una radicale distinzione di metodo nell'ambito della religione e della scienza. Per il naturalista aretino le sue due professioni fede, quella di cattolico e di scienziato, restavano distinte e separate. La fede dei suoi padri non gli impediva di essere scienziato rigoroso e intransigente nella difesa dell'autonomia della ricerca da qualsiasi ingerenza della metafisica e della teologia. Le questioni di fede si dovevano a suo avviso credere "a chius'occhi", anzi "cr
edute a chius'occhi" risultavano più comprensibili, mentre gli argomenti scientifici richiedevano di essere risolti con il metodo sperimentale, cioè con una procedura che consisteva nel credere solo a quello che si era osservato "con gli occhi propri".
Come scienziato, Redi si faceva un vanto di ridicolizzare i "maestr[i] in iscrittura peripatetica" - ancora ben rappresentati presso la Corte granducale -, i quali preferivano mettersi "le mani avanti a gli occhi" piuttosto che piegarsi al tribunale dell'esperienza. Ma come cristiano egli ostentava di pensarla allo stesso modo del suo amato Dante Alighieri e, di fronte ai "secreti del Ciel", si rassegnava ad ammettere che "sol colui vede, che serra gli occhi e crede". Questo non gli impediva però, quando qualcuno gli ricordava "bruscamente" qualche passo della Sacra Scrittura, di criticare le interpretazioni letterali della Bibbia e di riaffermare la supremazia delle dimostrazioni scientifiche sulle pretese dei teologi. Redi riproponeva in sostanza, nel nuovo campo disciplinare della biologia sperimentale, la lezione esegetica di Galileo. Ma, per sua fortuna ed abilità, il medico aretino non dovette mai fronteggiare le scomuniche della Chiesa.
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