La Rivoluzione Scientifica e il Metodo di Galileo Galilei: Dalla Terra al Cosmo Infinito

La Rivoluzione Scientifica: Un Nuovo Modo di Vedere la Natura

Dalla rivoluzione scientifica in generale, e dalla metodologia galileiana in particolare, emergono due pilastri fondamentali:

• La concezione della natura come ordine oggettivo e causalmente strutturato di relazioni governate da leggi;
• La concezione della scienza come sapere sperimentale, matematico e intersoggettivamente valido, avente come scopo la conoscenza progressiva del mondo circostante e il dominio di esso da parte dell'uomo.

Il nuovo modo di vedere la natura

La natura è intesa come un ordine oggettivo poiché essa, scientificamente parlando, costituisce un oggetto i cui caratteri non hanno nulla a che fare con la dimensione spirituale dell'uomo, con i suoi bisogni e desideri. Nulla avviene a caso, ma tutto è il risultato di cause ben precise.

Delle quattro cause riconosciute da Aristotele (formale, materiale, efficiente, finale), l'unica scientificamente ammessa è la causa efficiente. Alla scienza, infatti, non interessa (o non è dato di conoscere) il perché finale o lo scopo di un fatto, ma solo la sua causa efficiente, ossia l'insieme delle forze che producono quel fatto. Ad esempio, al fisico non importa per quale scopo esistano i pianeti di Giove o Marte nell'organizzazione complessiva della natura, in quanto egli ha come unico traguardo lo studio delle cause efficienti generatrici di tali fenomeni.

La natura è vista anche come un insieme di relazioni: i fatti della natura, governati da leggi, obbediscono a regole uniformi.

La scienza come sapere sperimentale e matematico

La scienza è concepita come un sapere sperimentale perché si fonda sull'osservazione dei fatti e perché le sue ipotesi vengono giustificate su base empirica e non puramente razionale. Si tratta di una costruzione complessa, su base matematica, che mette capo all'esperimento, cioè a una procedura appositamente costruita per la verifica delle ipotesi.

«Esperienza = Esperimento»

La scienza è un sapere matematico che si fonda sul calcolo e sulla misura, il cui scopo è la conoscenza oggettiva del mondo e delle sue leggi.

La Rivoluzione Astronomica: Dal Mondo Chiuso all'Universo Infinito

Generalmente si crede che questa "rivoluzione" sia dovuta esclusivamente all'opera dell'astronomo polacco Niccolò Copernico; in realtà, essa è il prodotto di intuizioni e deduzioni teoriche che risalgono perlopiù a Giordano Bruno, il quale può essere considerato il vero filosofo della nuova visione del cosmo, intesa come passaggio «dal mondo chiuso all'universo infinito».

L'universo degli antichi: Il sistema aristotelico-tolemaico

La cosmologia greco-medievale si era configurata sullo sfondo della fisica e della metafisica di Aristotele, grazie soprattutto agli studi di Claudio Tolomeo. Il modello tolemaico concepiva l'universo come:

• Unico: pensato come il solo universo esistente, in virtù della teoria dei luoghi naturali;
• Chiuso: immaginato come una sfera limitata dal cielo delle stelle fisse oltre il quale non c'era nulla, neanche il vuoto;
• Finito: proprio perché chiuso;
• Fatto di sfere concentriche: i cieli di Saturno, Giove, Marte, Mercurio, Venere, Sole e Luna;
• Geocentrico: con la Terra immobile al centro di tutto;
• Qualitativamente differenziato: diviso tra il mondo sopralunare (etere incorruttibile, moto circolare perfetto) e il mondo sublunare (quattro elementi, moto rettilineo, generazione e corruzione).

La testimonianza dei sensi, l'autorità di Aristotele e la parola divina della Bibbia avevano finito per convergere in questa visione.

I Protagonisti della Svolta

Niccolò Copernico

Nato a Toruń nel 1473, la sua opera fondamentale, Le rivoluzioni dei corpi celesti (De revolutionibus orbium coelestium), fu pubblicata nel 1543. Copernico riteneva la dottrina tolemaica "antieconomica" e troppo complessa. Cercando nei libri degli antichi, si imbatté nell'ipotesi eliocentrica dei pitagorici, convincendosi che potesse semplificare il calcolo matematico dei movimenti celesti.

Secondo Copernico: al centro dell'universo sta il Sole; attorno ad esso ruotano i pianeti, inclusa la Terra (che gira anche su se stessa); la Luna ruota attorno alla Terra. Tuttavia, egli concepiva ancora l'universo come sferico e chiuso dal cielo delle stelle fisse, accettando il principio della perfezione dei moti circolari.

Andrea Osiander

Andrea Osiander premise al capolavoro di Copernico una prefazione anonima intitolata Al lettore sulle ipotesi di quest'opera. In essa sosteneva la natura puramente "ipotetica" e "matematica" della nuova dottrina, affermando che fosse un semplice strumento di calcolo senza pretesa di rispecchiare la realtà autentica.

Giovanni Keplero

Keplero delineò un mondo con al centro il Sole, immagine di Dio Padre. Nell'Astronomia nova (1609) pubblicò le sue leggi fondamentali:

1. Le orbite dei pianeti sono ellissi, di cui il Sole occupa uno dei fuochi;
2. Le aree descritte dal raggio vettore sono proporzionali al tempo impiegato a percorrerle;
3. I quadrati dei tempi di rivoluzione sono proporzionali ai cubi degli assi maggiori delle ellissi.

Galileo Galilei: Il Fondatore della Scienza Moderna

Nato nel 1564 e morto nel 1642, Galileo ha il merito di aver formulato la scienza moderna partendo da sensate osservazioni per arrivare a certe dimostrazioni. Galileo ripensa i rapporti fondamentali della cultura umana:

• Scienza e Filosofia: diventano due campi totalmente differenti;
• Scienza e Religione: Galileo sostiene la laicità della scienza. La religione si occupa dell'anima e del bene, la scienza della natura. La Bibbia insegna «come si vadia al cielo, non come vadia il cielo». Non può esserci contrasto poiché sia la natura che le Scritture derivano da Dio.

Critica al principio di autorità e agli aristotelici

Galileo non critica Aristotele in sé, ma i suoi seguaci. Gli aristotelici commettono l'errore di vivere in un "mondo di carta", basandosi solo sui testi scritti anziché sull'osservazione diretta della natura. La scienza moderna, invece, si fonda su: osservazione, ipotesi, esperimento e formulazione della legge in linguaggio matematico.

Il Metodo Scientifico Galileiano

Galileo elabora ne Il Saggiatore un metodo basato su:

• Sensate esperienze: il momento osservativo-induttivo, dove i sensi (soprattutto la vista) raccolgono dati;
• Necessarie dimostrazioni: il momento ipotetico-deduttivo, dove la ragione formula ipotesi matematiche da verificare.

L'elemento centrale è il cimento (l'esperimento). Poiché in natura non sempre esistono condizioni ideali, lo scienziato deve ricrearle in laboratorio. La matematica è il linguaggio del mondo: il libro della natura è scritto in caratteri geometrici.

Fisica e Dinamica: Il Superamento di Aristotele

Il principio d'inerzia

Galileo intuì che un corpo tende a conservare il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme finché non intervengono forze esterne. Questo superò il pregiudizio aristotelico secondo cui il moto si mantiene solo finché permane la forza che lo provoca.

La caduta dei gravi

Contro Aristotele, che riteneva la velocità di caduta proporzionale al peso, Galileo dimostrò che tutti i corpi cadono con la stessa velocità, indipendentemente dal peso, se si esclude la resistenza dell'aria. Utilizzò il piano inclinato per studiare il moto uniformemente accelerato, misurando con precisione gli incrementi di velocità.

Le Scoperte Astronomiche e il Cannocchiale

L'uso scientifico del cannocchiale permise a Galileo di distruggere la cosmologia antica:

• La Luna: non è liscia, ma presenta valli e montagne come la Terra;
• I satelliti di Giove: scoprì i quattro satelliti medicei, dimostrando che non tutto ruota attorno alla Terra;
• Le macchie solari: provarono che anche i corpi celesti sono soggetti a mutamento e non sono incorruttibili;
• Le fasi di Venere: dimostrarono che il pianeta riceve luce dal Sole girandovi attorno;
• Le stelle fisse: scoprì innumerevoli stelle invisibili a occhio nudo, rivelando la vastità delle galassie.

Il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo

In quest'opera, Galileo mette a confronto il sistema geocentrico e quello eliocentrico attraverso tre personaggi:

• Simplicio: difensore del sistema aristotelico e del senso comune;
• Salviati: portavoce dell'intelligenza scientifica e del copernicanesimo;
• Sagredo: moderatore imparziale e spirito libero da pregiudizi.

Nel Dialogo viene esposto il Principio di relatività galileiana: è impossibile decidere, restando all'interno di un sistema chiuso (come una nave o la Terra), se esso sia in quiete o in moto rettilineo uniforme.

Presupposti Filosofici: Qualità Primarie e Secondarie

Galileo distingue tra:

• Qualità primarie (oggettive): proprietà inseparabili dai corpi (estensione, figura, movimento, numero);
• Qualità secondarie (soggettive): esistono solo in relazione ai sensi (sapori, odori, suoni, colori).

La sua fiducia nella scienza si basa sul realismo: la convinzione che esista una corrispondenza perfetta tra il pensiero scientifico e la realtà del mondo. Sebbene l'uomo conosca meno verità di Dio, la qualità della certezza matematica è la stessa: «Non c'è una conoscenza dell'assoluto, ma ci sono bensì conoscenze assolutamente certe».