Quanto stretto è il rapporto tra scienza e misure? Che
ruolo giocano le misurazioni nella ricerca scientifica? Benché queste domande
possano sembrare banali e di poco interesse, esse sono state argomento di
notevoli dibattiti nel corso della storia della scienza; a cavallo del
novecento, William Thomson(lord Kelvin) rispose a queste domande con una frase
diventata celebre:

"Io affermo che quando voi potete misurare ed
esprimere in numeri ciò di cui state parlando, solo allora sapete
effettivamente qualcosa relativamente all'oggetto della vostra indagine."

Il cammino della scienza delle misurazioni incrocia per
la prima volta la storia della ricerca scientifica grazie a Galileo Galilei che
oppose all'indagine della natura solamente qualitativa, com'era stato fino ad
allora, un'indagine quantitativa della natura. 

Per comprendere meglio l'importanza di questa svolta è
necessario capire il panorama scientifico ai tempi di Galileo: nonostante con
l'umanesimo e il rinascimento sempre più intellettuali avevano cominciato a
mettere in discussione le teorie tradizionali ritenute quasi dei
dogmi, ancora le conoscenze riconosciute e accettate erano quelle sviluppate
dai filosofi greci e, in particolare, da Aristotele. Il metodo di indagine
scientifica degli aristotelici era quindi ancora un tutt'uno con l'indagine
filosofica e si concentrava nell'individuare enti che potessero spiegare il
«perchè» si verifichi un dato fenomeno, la matematica era considerata una
scienza perfetta e quindi non applicabile all'imperfetto mondo terrestre. Simplicio, seguace di Aristotele, riassume la posizione della scuola aristotelica riguardo l'approccio alla Filosofia Naturale affermando:"Non bisogna nella scienza naturale ricercar l'esquisita evidenza matematica".

Galileo stravolse tutto ciò: grazie anche a nuove
tecnologie che permettevano misurazioni ben più precise, si concentrò sul
capire innanzi tutto il «come» si verifica un fenomeno grazie a una serie di
osservazioni e misurazioni dei vari aspetti del fenomeno stesso. L'introduzione
delle misurazioni permise quindi, oltre che un'oggettiva e più precisa
descrizione del fenomeno, l'utilizzo delle grandezze matematiche nella ricerca
scientifica e il passaggio da una scienza «filosofica» a una scienza
matematizzata basata su leggi e su rapporti tra grandezze misurabili.

Con l'affermazione del metodo galileiano emersero molti
intellettuali che cominciarono a interrogarsi sul rapporto tra misure e la nuova
scienza: Boyle (1627-1691), per esempio, dfinì la scienza come lo studio delle
qualità misurabili dei corpi (le chiama qualità primarie) ovvero, secondo un
elenco fatto dallo stesso Galileo, figura, grandezza, spazio, tempo e moto; in
questo modo si escludono dalla ricerca scientifica le cosidette qualità secondarie dei corpi come
le sostanze aristoteliche o le essenze, che sarebbero rimaste oggetto
dell’indagine filosofica.

Anche
Cartesio s’interessò alla definizione del metodo scientifico e quindi al campo
d’indagine della scienza. Egli
sosteneva che non necessariamente la scienza non avrebbe potuto interessarsi a
ciò che non è misurabile; secondo lui, infatti, dovevano essere di uguale
importanza nell’indagine scientifica i procedimenti logici  di deduzione (procedimento che dal
particolare permette di generalizzare e che dipende dall’esperienza), cioè
il procedimento che si basa su osservazioni e misurazioni di un fenomeno, come
di induzione (procedimento contrario alla deduzione indipendente dall’esperienza)
che era stato tanto criticato ma che risultava ancora utilissimo e corretto in
matematica e in logica. Cartesio corresse quindi il tiro dei primi
epistemologhi (intellettuali e filosofi che cercano di definire un metodo)
allargando il campo di ricerca della scienza da solo “ciò che si può misurare”
a “ciò che e riproponibile in linguaggio matematico”.

Tuttavia
molti degli scienziati che seguirono Cartesio si schierarono duramente contro
questo ampliamento del campo di ricerca della scienza con le più svariate
motivazioni; primo fra tutti, Pascal sostenne che non esistono certezze che non
si basino sull’esperienza, nemmeno le conoscenze matematiche (poiché i
postulati su cui si basano sono unicamente dimostrabili con l’esperienza). A
Pascal seguirono gli empiristi che, anch’essi, ritenevano l’esperienza, e
quindi ciò che si descrive con misurazioni, l’unico modo con cui si possa
indagare la natura. Le teorie Cartesiane e  il procedimento logico induttivo vennero riprese solo
parecchi decenni dopo.

L’importanza
e il ruolo da protagonista che le misure giocano nella ricerca scientifica è al
giorno d’oggi fuori discussione. Alexandre Koyrè nel 1948 ha voluto fare una pittoresca osservazione sul rapporto tra misure e scienza:

“Ora è
attraverso lo strumento di misura che l'idea dell'esattezza prende possesso di
questo mondo e che il mondo della precisione arriva a sostituirsi al mondo del
"pressappoco".”

Le misure
sarebbero quindi la porta che ci permette di accedere alla conoscenza
scientifica e,  allo stesso tempo, uno dei più grandi limiti della scienza della natura: nella ricerca scientifica i dati misurati, indicazioni imperfette e quindi approssimazioni, vengono considerati come grandezze matematiche perfette.

«È curioso: duemila anni prima Pitagora aveva proclamato che
il numero è l’essenza stessa delle cose, e la Bibbia aveva insegnato che Dio
aveva fondato il mondo sopra “il numero, il peso, la misura. Tutti l’hanno
ripetuto, nessuno l’ha creduto. Per lo meno, nessuno fino a Galileo l’ha preso
sul serio. Nessuno ha mai tentato di determinare questi numeri, questi pesi, queste
misure. Nessuno si è provato a contare, pesare, misurare. O più esattamente,
nessuno ha mai cercato di superare l’uso pratico del numero, del peso, della
misura nell’imprecisione della vita quotidiana – contare i mesi e le bestie,
misurare le distanze e i campi, pesare l’oro e il grano, per farne un elemento
del sapere preciso” Alexandre Koyré.