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Galilei: scheda introduttiva

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Galileo rappresenta nella storia del pensiero un momento di estrema importanza perché con lui si ha il primo vero sapere sulla natura basato sulla matematica e sull'esperimento scientifico. Per quanto non fosse ancora chiara all'epoca la differenza tra scienza e filosofia (a Firenze ricevette i titoli di «matematico e filosofo», non quello di «scienziato») egli è colui che inizia effettivamente la scienza moderna.

 

Dal punto di vista metodologico, è essenziale la sua insistenza sul controllo sperimentale di una ipotesi teorica (a sua volta peraltro nata da un problema pratico): questo andirivieni del pensiero tra «sensate esperienze» e «matematiche dimostrazioni» (come si esprime Galilei) rappresenta una autentica novità concettuale. Il criterio di verità diventa il criterio di «verificazione», ossia di «verum facere». Non è più sufficiente una semplice «evidenza» razionale per accettare un contenuto di verità: è necessario il passaggio del controllo empirico sperimentale, ossia in un ambiente artificiale che mette in evidenza le caratteristiche della realtà che si vogliono studiare.

 

Galileo Galilei nacque a Pisa nel 1564. Nel 1580 si iscrisse all'università di Pisa con l'intento di studiare medicina ma ben presto si appassionò alla matematica. Dal 1585 studiò meccanica a Firenze, quindi ritornò come giovane docente a Pisa nel 1589. Dal 1592 si trasferì a Padova, allora controllata da Venezia, dove rimase fino al 1610: risalgono a questo periodo le importanti scoperte astronomiche. Nel 1610 riuscì a tornare in Toscana, sotto la protezione del granduca Cosimo II, ma nel 1616, dopo la polemica con padre Caccini, dovette difendersi dall'accusa di copernicanesimo di fronte al Sant'Uffizio. Il processo si chiuse senza alcuna condanna a Galileo, che tuttavia fu nuovamente accusato di insegnare teorie «pericolose» sedici anni dopo, quando pubblicò i Dialoghi sopra i due massimi sistemi (1632). Questa volta venne condannato e costretto ad abiurare. Nel 1638 pubblicò la sua opera forse più importante, i Discorsi sopra due nuove scienze. Mori nel 1642 nella sua villa ad Arcetri.


Il cannocchiale
Affascinato dagli studi matematici, il giovane Galileo venne a sapere nel 1609 di un «occhiale, col quale le cose lontane si vedevano così perfettamente come se fussero state vicine». Sulla base di questa scarsa notizia si mise a progettare per proprio conto uno strumento ottico che, tra la fine del 1609 e i primi del 1610, utilizzò per scrutare i cieli. I risultati di queste osservazioni vennero trascritti in un'opera importantissima, il Sidereus Nuncius.

Il Siderius Nuncius, («Annuncio astrale») scritto nel 1610, è il primo esempio di «memoria scientifica». Ogni osservazione è dettagliatamente documentata, gli strumenti utilizzati, in questo caso il cannocchiale, sono rigidamente descritti: ogni fenomeno osservato da Galilei può essere constatato di persona da chiunque segua le istruzioni da lui lasciate. Si mette così in evidenza il carattere di ripetibilità dell'esperimento e di controllo pubblico che sono essenziali alla scienza moderna.
L’opera si apre con la dedica a Cosimo II de Medici dei quattro satelliti di Giove scoperti da Galileo (Astri Medicei).
Alla dedica segue la descrizione dello strumento utilizzato: un cannocchiale, costruito da Galilei, in grado di far apparire gli oggetti 30 volte più vicini.
Il primo oggetto celeste osservato è il più facile da studiare: la luna. È importante sottolineare l’osservazione dei puntini di luce nella zona d'ombra e la (corretta) interpretazione che ne dà Galilei: il suolo lunare è irregolare come quello della terra. È questo un duro colpo al paradigma aristotelico, secondo cui ogni corpo celeste dev’essere una sfera perfetta.
Dopo le scoperte sul satellite terrestre Galilei osserva le stelle fisse, i pianeti e le nebulose. Noi possiamo vedere le stelle grazie alla luce emanata da esse, sostiene Galilei, e inoltre il cannocchiale ci svela l’esistenza di una miriade di astri invisibili ad occhio nudo. In particolare la Galassia, altro problema insolubile per la astronomia classica, è formata stelle piccolissime, molto vicine tra loro. L’ultima parte del trattato è riservata alla scoperta degli astri medicei (Io, Europa, Callisto, Ganimede). È un colpo mortale per la teoria geocentrica, in quanto l’esistenza di corpi celesti che ruotano attorno a Giove, e un’ulteriore conferma a favore delle teorie copernicane.

Il Dialogo sopra i Massimi sistemi
Il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Tolemaico e Copernicano è un’opera di Galileo Galilei pubblicata nel 1630, attraverso la quale lo stesso autore si propone di convincere la cultura dell’epoca della verità della teoria eliocentrica copernicana, principalmente in nome della testimonianza dei sensi.
Si tratta di una vera e propria discussione che Galilei immagina svolgersi a Venezia durante quattro successive giornate, ciascuna delle quali dedicata ad un tema prevalente. I tre protagonisti, Simplicio, Sagredo e Salviati, rappresentano ognuno una diversa posizione filosofica: il primo è sostenitore della cosmologia aristotelica e scolastica; il secondo è un aristocratico veneto cultore non professionista della scienza che appoggia il copernicanesimo; il terzo incarna la conoscenza critica della nuova scienza ed espone il punto di vista di Galilei.
La giornata prima è dedicata alla critica alla cosmologia di Aristotele. Per gli aristotelici, il cosmo risultava diviso in due mondi: quello terrestre, al cui centro è situata la Terra, sottoposto ai processi del divenire, e composto dai quattro elementi fondamentali (aria, acqua, terra e fuoco); ed il mondo celeste, luogo naturale del quinto elemento, l’etere, eterno ed incorruttibile, naturalmente dotato di moto circolare uniforme. A questa immagine bipartita dell’universo, sostenuta da Simplicio, Sagredo e Salviati oppongono la loro critica focalizzata principalmente su tre punti:

la distinzione fra corpi gravi e leggeri,
la presunta perfezione dei corpi celesti
la classificazione dei moti retto e circolare.

Uno dei punti di maggiore importanza a cui si giunge durante la discussione della prima giornata è la negazione della centralità della Terra nell’universo.
La seconda giornata si apre con il discorso di Sagredo che, per porre in ridicolo la sicurezza con cui Simplicio si affida ad Aristotele e criticare il principio d’autorità, racconta l’aneddoto dello studioso di anatomia. Sagredo e Salviati attaccano con questo aneddoto i seguaci di Aristotele che credono nella sua parola fino a negare la realtà empirica. La giornata prosegue quindi con la discussione sulla possibilità del moto rotatorio della terra intorno al suo asse, e la confutazione delle tesi tradizionali aristoteliche-tolemaiche riportate da Simplicio. Una di queste tesi, che provavano l’impossibilità del moto terrestre, sosteneva che i gravi cadono perpendicolarmente alla superficie terrestre, non seguendo una traiettoria obliqua. Salviati confuta questa tesi con l’esperienza del «Gran Naviglio», con il quale Galileo anticipa i concetti di principio di inerzia e di relatività.
La terza giornata è dedicata alla discussione riguardo il moto di rivoluzione rivoluzionario della Terra. La discussione parte dalle osservazioni al telescopio e si articolano su tre punti principali:
le notevoli variazioni osservate nelle dimensioni dei pianeti suggeriscono che la distanza di questi dalla Terra varia;
ammettendo l’eliocentrismo risulta più facile spiegare il fenomeno della retrogradazione dei pianeti;
le macchie solari rendono verosimile l’ipotesi del movimento orbitale diurno della Terra.
Gli argomenti portati da Simplicio sono invece basati sulle Sacre Scritture e per questo motivo giudicati inaccettabili nelle dimostrazioni scientifiche.

La quarta giornata è dedicata all’argomento delle maree. Qui Galileo fornisce una interpretazione completamente errata del fenomeno, dichiarando inaccettabili le teorie concorrenti, che ricercano nell’influenza lunare la spiegazione delle maree. Lo scienziato fiorentino sostiene invece che le maree sono provocate dalla combinazione del moto annuo (rivoluzione) e del moto diurno (rotazione) della Terra. Si determinano delle variazioni di velocità in zone particolari della Terra, poiché questi due moti si combinano, verificandosi simultaneamente. La somma dell’accelerazione causata dalla rotazione terrestre con quella di rivoluzione, determina che l’acqua dell’oceano risale le coste opposte al movimento. L’alternanza di questo fenomeno è spiegata dal fatto che quando l’accelerazione di rotazione si oppone a quella di rivoluzione si ottiene una brusca decelerazione che causa la risalita dell’oceano dall’altra sponda. In pratica egli ritiene che la velocità della Terra sia diversa da un emisfero all’altro. Secondo Salviati questo periodico accrescimento e diminuzione della velocità della Terra provoca il continuo oscillare delle masse oceaniche provocando le maree.

Il pensiero di Galilei
Compito essenziale della scienza è per Galileo la conoscenza della natura, che consiste, a differenza della concezione aristotelica, nella determinazione delle leggi che regolano il suo corso. Esse sono legate tra loro da un rapporto causa-effetto che viene considerato non più sotto l'aspetto metafisico ma scientifico. I fenomeni osservati devono essere descritti, ma anche «spiegati» costruendo una teoria matematica che permetta di capire il loro comportamento tramite le conseguenze che si ricavano dai principi della matematica. Solo se avviene ciò si può dire che una teoria fisica è valida.
Forse la sua più grande intuizione fu l'avvertire la necessità di non fermarsi alla sola esperienza dei fenomeni, perchè essa non ce ne da la giusta interpretazione: spesso, al contrario, si può avvertire una certa contraddizione tra i fatti e la teoria. Importante nel metodo è la necessità della precisazione dell'osservazione dei dati, tramite lo sviluppo di strumenti sempre più precisi: se i dati sono erronei ci portano a scartare una teoria che potrebbe essere valida. Di qui la necessità dello sviluppo della tecnica a fianco della scienza. Il rigore che la scienza deve avere è dunque dato dalla matematica e dalla tecnica. Galileo sviluppò anche una critica al principio d'autorità. Galileo non rifiuta la possibilità di giungere alla verità tramite la via religiosa, ma precisa che accanto ad essa coesiste quella scientifica, ma le conclusioni a cui giungono, nella spiegazione della natura, in ultima analisi dovrebbero concordare. Se c'è un contrasto, occorre dare la priorità alla via scientifica perchè quella più razionale.
La scienza mantiene la sua indipendenza anche nei confronti della filosofia: più autorevole di un libro filosofico è il libro della natura, l'unico mezzo che può fornirci verità realmente sicure.
Galileo non scrive un libro rivolto direttamente allo studio sul metodo, ma ci fornisce solo descrizioni del proprio modo di procedere nell'indagine razionale. La sua scienza è in ugual misura empirica e matematica: l'osservazione dei fatti da sola non basta, e la matematica a sua volta necessita dell'esperienza. Indispensabile al procedere scientifico è la compenetrazione di esperienza e matematica, che può avvenire solo se si fanno corrispondere i numeri a fenomeni attraverso la misura dei fenomeni stessi e non, come avveniva prima, in base a valori magico-simbolici attribuiti a certi numeri.
Galileo inoltre non si pose mai il problema di cosa fosse veramente garanzia della validità di una teoria. Semplicemente, nutriva una grande fiducia nella conoscibilità della natura, che si rivela sondabile con i mezzi più semplici. Galileo, puro scienziato, non volle mai tracciare le linee di una vera e propria filosofia. Risulta evidente dalle sue posizioni scientifiche che la sua concezione del mondo è di tipo meccanicistico, concezione che rinvigorì in lui la fiducia nella matematica, il mezzo più razionale per la conoscenza del mondo. Di fatto egli non andò oltre, non cercò di indagare le cause prime del meccanicismo, perchè non era nei suoi interessi. Aveva l'intenzione di costruire una nuova scienza e manifestarne agli altri l'importanza ai fini di una concezione generale della natura, che a quei tempi era sbagliata del tutto e quindi da rifondare. Galileo, anche se non fece filosofia, diede un contributo fondamentale ad essa, soprattutto perchè ebbe nel cuore una forte fiducia nella ragione, nelle sue potenzialità e nell'importanza di infonderla nella menti di tutti.

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