Pierre Maurice Duhem nacque a Parigi nel 1861, da una famiglia fiamminga profondamente cattolica. Dopo gli studi superiori, frequentò la Scuola Normale Superiore, dove stabilì una solida amicizia con il futuro matematico Hadamard, che ne apprezzò sempre proprio le capacità matematiche. Ben presto Duhem iniziò gli studi sulla termodinamica e le sue applicazioni; nel 1884 formulò l'idea di potenziale termodinamico, affrontando vari problemi di chimica-fisica sulle condizioni di equilibrio delle fasi fluide, la dissociazione, le proprietà delle soluzioni e confutando alcune teorie di Berthelot. Su questi temi presentò la tesi per il dottorato in scienze fisiche, tesi che fu, però respinta, probabilmente per l'influenza di Berthelot sulla comunità scientifica. Convinto della correttezza del suo lavoro, Duhem decise comunque di pubblicare il suo lavoro nel 1886 con il titolo Le potentiel thermodynamique. Il successo scientifico fu accompagnato, però, da un inasprimento dei suoi rapporti con Berthelot, che ne ostacolò sempre carriera universitaria. Conseguito il dottorato con una nuova tesi sul magnetismo, Duhem iniziò la sua attività universitaria, insegnando discipline di tutti i rami della fisica, prima a Lille, poi a Rennes e infine a Bordeaux; più volte chiese, senza ottenerlo, il trasferimento alla più prestigiosa sede di Parigi. Dal 1890 divenne membro de l'Académie des Sciences. Nel 1890 sposò Adèle Chayet, che morì appena due anni dopo; dal matrimonio nacque una figlia Helène, a cui Duhem si dedicò con esemplare amore paterno. Nel 1916 Duhem morì improvvisamente, durante un periodo di riposo; la figlia Helène si fece carico di completare, non senza difficoltà, la pubblicazione delle sue opere.
Duhem fu indubbiamente uno dei più grandi fisici teorici dell'inizio del XX secolo; mente essenzialmente sistematica, pose, insieme a Gibbs e Helmotz, le basi della moderna termodinamica chimica, inquadrata come scienza essenzialmente assiomatica-deduttiva, fondata su due postulati (primo e secondo principio termodinamica) da cui vengono derivate, con ragionamenti rigorosi, conclusioni inattaccabili. Tra i suoi contributi più importanti si ricordano l'equazione di Gibbs-Duhem, la dimostrazione della regola delle fasi e gli studi pioneristici sulla termodinamica dei processi irreversibili.
Fu la stessa attività di fisico teorico a spingerlo a occuparsi di filosofia della scienza, nel complesso periodo tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo, caratterizzato dalla crisi del meccanicismo ottocentesco, dal trionfo del positivismo e da un diffuso atteggiamento antimetafisico. In questo ambito, la sua opera più importante è La théorie physique, son object et sa structure (1906): in essa afferma che “una teoria fisica non è una spiegazione: è un sistema di proposizioni matematiche il cui scopo è di rappresentare nel modo più semplice, completo ed esatto possibile un intero gruppo di leggi sperimentali”; tuttavia “il fine ... [della] teoria fisica è di trasformarsi in una classificazione naturale , di stabilire fra le diverse leggi sperimentali un coordinamento logico, immagine e riflesso dell'ordine vero secondo il quale sono organizzate le realtà che ci sfuggono”. Nel pensiero di Duhem le scienze positive sono metodologicamente autonome dalla metafisica, ma non esauriscono la razionalità umana; “il fisico trova in se stesso un desidero irresistibile di impossessarsi di una teoria fisica che rappresenti tutte le leggi sperimentali tramite un sistema dotato di una perfetta unità logica. [...] Le tendenze che indirizzano lo sviluppo della teoria fisica non sono del tutto comprensibili al fisico se egli vuole essere soltanto un fisico [....] Se, al contrario, egli cede alla natura della mente umana che respinge le esigenze estreme del positivismo, vorrà conoscere la ragione di ciò che lo sospinge; varcherà la muraglia di fronte a cui si arrestano impotenti i procedimenti della fisica e farà un'affermazione non giustificata da questi procedimenti, farà della metafisica [...] Egli affermerà che sotto i dati sensibili, i soli accessibili ai suoi procedimenti di studio, si nascondono realtà la cui essenza è inafferrabile da questi stessi procedimenti [....] Egli afferma che la teoria fisica, attraverso i suoi successivi perfezionamenti, tende tuttavia a disporle leggi sperimentali secondo un ordine sempre più simile a quello trascendente con il quale si classificano le realtà, che con ciò la teoria fisica si incammina gradualmente verso la sua forma limite che è quella di una classificazione naturale. Il fisico è dunque portato ...alla seguente affermazione metafisica: la forma ideale della teoria fisica è una classificazione naturale delle leggi sperimentali”
Lo stesso studio della filosofia della scienza lo indusse a approfondire lo studio della storia della scienza, convinto che il filosofo della scienza debba supportare le sue affermazioni con i dati storici. In questo ambito egli intraprese una indagine storica di proporzioni eccezionali, che portò alla stesura della sua opera monumentale Le Système du monde , pensato in 10 volumi, ma lasciato incompiuto all'ottavo per la morte dell'autore, nel 1916. L 'opera, pubblicata in varie fasi dal 1913 al 1954, smentisce uno dei cliché più consolidati, che vede nel Medioevo un periodo oscurantista e nel Cristianesimo un ostacolo alla ricerca scientifica. In effetti con la pubblicazione nel 1913 del volume Études sur Léonard de Vinci, ceux qu'il a lus et ceux qui l'ont lu , Duhem fornisce la prova documentale delle radici medievali della scienza di Newton, e in particolare della “teoria dell'impetus” – un'anticipazione del principio di inerzia – sviluppata da Buridano verso la metà del XIV secolo. Da qui la convinzione del ruolo del cristianesimo nella nascita della scienza moderna ruolo che spiegherà con vivacità in una lettera: “Dalla nascita la scienza ellenica è tutta impregnata di una teologia, ma di una teologia pagana. La teologia insegna che i cieli e gli astri sono dei; [...] essa maledice l'empio che osa attribuire un movimento alla terra [...] Ora, questi ostacoli, chi li ha spezzati? Il Cristianesimo. Chi, in primo luogo, ha profittato della libertà così conquistata per lanciarsi alla scoperta di una scienza nuova? La Scolastica. Chi dunque nel mezzo del XIV secolo ha osato dichiarare che i cieli non erano per nulla mossi da intelligenze divine o angeliche, ma da un impulso indistruttibile ricevuto da Dio al momento della creazione, nello stesso modo con cui si muove una palla lanciata dal giocatore? Un maestro delle arti di Parigi: Giovanni Buridano.....”.
Di carattere non facile, con idee politiche in controcorrente rispetto all'ambiente universitario francese, spesso in aspro contrasto con i superiori o i colleghi, manifestò sempre con fermezza la sua fede cattolica, testimoniandola anche con una concreta sollecitudine per i più bisognosi: significativo fu il caso di una ragazza tubercolotica, incontrata casualmente, che Duhem si preoccupò di far curare. Spesso, la sua visione della scienza e della storia della scienza fu criticata, presentandola come una visione confessionale. Anche in questo caso, la risposta di Duhem fu chiara e appassionata: nell'articolo La fisica di un credente egli afferma, infatti, “Ecco dunque una fisica teorica che non è una teoria del credente e neppure del non credente, ma è puramente e semplicemente una teoria del fisico”, ma anche “Certo, io credo pienamente nelle verità rivelateci da Dio e trasmessaci dalla sua Chiesa, non ho mai nascosto la mia fede e Colui nel quale la ripongo mi salvaguarderà, lo spero nel profondo del cuore, dall'arrossirne. In questo senso è lecito affermare che la fisica da me professata è quella di un credente”.
Bibliografia:
J. LOPEZ-RUIZ, Duhem, Pierre, DISF, vol II, pp. 1706-1718
L. DE BROGLIE, La vita e l'opera di Pierre Duhem, Introduzione a La teoria fisica: il suo oggetto e la sua struttura, Il Mulino, Bologna 1978, pp. VII-XVI
S.L. JAKI, Uneasy Genius: The Life and Work of Pierre Duhem , Martinus Nijhoff, Dordrecht 1984
R. MAIOCCHI, Chimica e filosofia: scienza, epistemologia, storia e religione nell'opera di Pierre Duhem, La Nuova Italia, Firenze 1985
J.F. STOFFEL, Pierre Duhem et ses doctorands: bibliographie de la littérature primaire et secondaire, Centre interfacultaire d'étude en histoire des sciences, Louvain-la-Neuve 1996