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Hermann von Helmholtz (1821-1894) – Homo universalis

Premessa

L’ottocento ed il novecento si possono considerare i secoli in cui ha avuto origine e si è sviluppata la scienza psicologica. In realtà fin dall’antica Grecia l’uomo si è chiesto più o meno direttamente quale fosse il meccanismo che mette in relazione il mondo naturale (spazio – tempo) con la facoltà dell’uomo di conoscerlo. Tale facoltà ha visto nel corso dei secoli diversi tentativi di essere allocata o nell’anima (psichè), o nella mente (nous), o nella materia cerebrale e così via.

 

Gli studiosi di tali relazione erano quasi sempre teologi e/o filosofi. Solo con il rinascimento e la rivoluzione francese, la “questio” ha cominciato a passare in mano a studiosi della natura ed in particolare fisiologi, prima di diventare un vero e proprio argomento scientifico con la nascita del laboratorio sperimentale di Lipsia nel 1879 con lo psicologo strutturalista Wilhelm Wundt. Ma prima di arrivare alla psicologia come scienza c’è stata l’iniziativa dei fisiologi come Hermann von Helmholtz (Potsdam, 1821 – Berlino-Charlottenburg, 1894). Questo scienziato fu uno degli scienziati più poliedrici del suo tempo e venne soprannominato “cancelliere della fisica”, è stato un fisico e fisiologo tedesco, ma anche uno psicologo sperimentale. Un vero homo universalis. Insegnò in diverse città, tra cui Berlino. Formatosi alla scuola del fisiologo Johannes Müller rigettò ben presto la filosofia naturale[1] del maestro, sostenendo che tutta la conoscenza deriva dai sensi e tutta la scienza può essere ricondotta alle leggi della meccanica classica, ed ebbe come allievo Wundt al quale, come detto, si fa risalire la nascita della psicologia scientifica.

 

Il nostro studiò, dapprima, la conservazione dell’energia, sostenendo che nel movimento muscolare (contrazione) non c’è perdita ma trasformazione di energia. Più precisamente formulò il principio dell’energia nervosa specifica. La natura degli impulsi che un nervo trasmette ai centri nervosi non dipende dalla natura della stimolazione, ma da quella del nervo. Per esempio il nervo ottico trasmette al cervello impulsi visivi, anche se stimolato meccanicamente, o elettricamente (ecco perché ricevendo un pugno in un occhio si usa dire: “ho visto le stelle”).

In Helmholtz questo principio fu alla base di due teorie:

  • La teoria della percezione del colore
  • La teoria della percezione delle altezze tonali.

Colorimetria

Infatti, nel campo della fisiologia dell’occhio, si deve a lui l’invenzione dell’oftalmoscopio e la sua opera più importante è il Manuale di fisiologia ottica, punto di riferimento fondamentale per gli studi sulla visione dei colori. Helmoltz condivise questo lavoro con Maxwell.[2] Nel testo descrive come la percezione del colore derivi dall’esistenza nella retina di tre tipi di coni. I coni sono responsabili della visione diurna e della percezione cromatica. Mentre i bastoncelli, responsabili della visione notturna, sono incapaci di distinguere i colori. Secondo Helmholtz, i coni si dividono in tre categorie, in base alla loro sensibilità a tre colori fondamentali: blu, rosso, violetto. La mescolanza in proporzioni opportune degli impulsi provenienti dai coni dei tre tipi suddetti avrebbe portato alla percezione di tutti i colori.

Acustica

Invece in campo acustico, e più precisamente nell’acustica fisiologica costruì nel 1860 i famosi risuonatori di Helmholtz che sono delle particolari cavità risonanti acustiche per lo studio del suono e della sua percezione. Essi possono essere semplicemente costruiti come dei recipienti di metallo (in genere sferici o cilindrici) di varie dimensioni, con una stretta apertura preceduta da un breve e stretto collo. In pratica, un banco di risuonatori di dimensioni differenti, quindi, può essere utilizzato come uno strumento analogico di analisi del suono. In presenza di un suono complesso il banco di risuonatori lo scompone nelle sue componenti pure. Utilizzò i risuonatori nello studio della sensazione sonora. Presto scoprì che un banco di risuonatori costituisce un modello piuttosto accurato per l’orecchio umano. Ricordiamo che i recettori sensibili all’altezza tonale si trovano nell’orecchio interno, entro il cosiddetto organo di Corti. Si tratta di un condotto arrotolato su se stesso ad elica, al cui interno vi sono le cosiddette cellule ciliate. Il suono è trasmesso meccanicamente dal timpano alla catena degli ossicini, e di qui alla finestra ovale, che imprime un moto a un liquido che riempie tutto l’orecchio interno. A seconda dell’altezza del tono, l’onda sonora avrà una diversa frequenza, maggiore per i toni più acuti, minore per i toni più bassi. Helmholtz affermava che ogni cellula ciliata trasmetteva informazioni relative a una data altezza tonale. In funzione dell’altezza del suono che giungeva all’orecchio, l’oscillazione della membrana basilare era massima verso la base per i suoni acuti (cellule ciliate responsabili della trasmissione degli impulsi relativi ai suoni più acuti).

Inferenza inconscia

Helmholtz va, anche, ricordato come uno dei primi teorici empiristi della percezione. Secondo Helmholtz l’esperienza passata farebbe correggere le percezioni attuali attraverso un atto inconsapevole di giudizio (inferenza inconscia) che ognuno di noi compie di fronte a una percezione. Si parla allora di costanze percettive. Infatti, nella nostra percezione visiva ciò che abbiamo direttamente a disposizione è lo stimolo prossimale, cioè l’immagine che la luce riflessa dalla superficie degli oggetti che ci circondano proietta sulla nostra retina. All’oggetto (forma, grandezza, colore) risaliamo sulla base dello stimolo prossimale.

L’immagine di un oggetto, cioè, si rimpicciolisce quando l’osservatore se ne allontana, e si ingrandisce al suo avvicinarsi. Così un cerchio proietta un’immagine circolare, solo se presentato all’osservatore su un piano fronto-parallelo, altrimenti sarà sempre un’ellisse. Eppure noi vediamo gli oggetti sempre della stessa grandezza, ma a distanze diverse; sempre della stessa forma, anche se inclinati. Secondo Helmholtz questo avviene per inferenza inconscia e il sistema percettivo, in base all’esperienza passata, compie una sorta di ragionamento per cui quando vede un oggetto e sa che è lontano lo ingrandisce inconsapevolmente, e quando sa che è vicino lo rimpicciolisce. La dottrina dell’inferenza inconscia fa di Helmholtz il più classico rappresentante delle dottrine empiriste in psicologia. Tutt’oggi vi sono importantissimi teorici della percezione che, come Julian Hochberg o Richard Gregory (1980), si riferiscono esplicitamente alla sua teoria.

 


[1] La filosofia della Natura (Naturphilosophie)  si affermò soprattutto in Germania durante l’età romantica; molti scienziati, attivi negli  anni a cavallo fra Settecento ed Ottocento, erano convinti che esistesse un’unica forza vitale, non meglio identificata e difficilmente indagabile con metodi sperimentali, che pervadeva il vivente e ne determinava le caratteristiche. Il biologo Kyelmeyer, per esempio, nel 1793 aveva cercato di ricondurre la varietà degli organismi a tre fattori fondamentali: la forza riproduttiva, l’irritabilità e la sensibilità, l’uno derivante dall’altro. Fra i più noti esponenti della Naturphilosophie si può citare Goethe.

[2] Il fisico inglese James Clerk Maxwell (1831-1879) è il padre dell’elettromagnetismo, ma prima di dedicarsi allo studio di tali fenomeni, nel 1860, a soli 29 anni, pubblicò il lavoro La teoria dei colori composti.



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