Galileo Galilei

In breve

Galileo Galilei fu un innovatore consapevole della sua missione scientifica. Egli doveva sgomberare il campo dai pregiudizi millenari, combattere le istituzioni religiose, aprire la via alla scienza moderna. Visse in un un clima di censura, dove il libro di Copernico venne messo all'Indice. Galileo comunque proseguì nelle sue ricerche, promuovendo un metodo d'indagine che gli diede anche una relativa fama. Grazie a Galileo, vennero poste solide fondamenta per l'instaurazione di un metodo di ricerca nuovo e innovativo, alla base della scienza moderna.

Il nuovo metodo del sapere

Il rinnovamento scientifico che si sviluppa a partire dalla rivoluzione astronomica porta necessariamente a dover rimodulare il metodo di indagine. Importante è l'uso della matematica, la quale diviene lo strumento principale per indagare la natura. L'osservazione dei fenomeni comincia a divenire un elemento imprescindibile per dimostrare l'inattaccabilità del sistema scientifico. Il sapere scientifico, allora, si propone di coniugare due componenti. La prima è la componente riflessiva, la quale conduce alla formulazione di leggi universali con cui spiegare i fenomeni. La seconda è la componente esperenziale, concernente l'osservazione dei fenomeni naturali.

Obiettivi del metodo scientifico

• È necessaria una forma universale di approccio al sapere.
  
• Si presuppone un approccio alla natura fondato sull'esperienza.
• Bisogna valutare come coordinare tra loro deduzione e induzione. 
• Bisogna stabilire non solo cosa bisogna indagare, ma anche come indagare.

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La vita di Galileo

Le prime scoperte

Galileo nasce a Pisa nel 1564, in una famiglia della media borghesia. Successivamente, decide di dedicarsi alla matematica e alla fisica. Nel 1583 scopre l'isocronismo delle oscillazioni pendolari: il fatto che le oscillazioni del pendolo si svolgono nello stesso tempo, indipendentemente dalla loro ampiezza. Nel 1592 si trasferisce all'Università di Padova, dove viene attratto dalla nuova astronomia di Copernico, di cui peraltro manca una verifica empirica. Nel 1609 Galileo costruisce il primo telescopio. Attraverso questo prezioso strumento, egli può osservare la Luna. Essa, al contrario di quanto stabilito da Aristotele, non è purissima e priva di imperfezioni ma mostra una superficie irregolare, simile a quella terrestre. Galileo scopre anche l'esistenza di quattro satelliti che ruotano attorno a Giove. Da ciò, ne deduce che nell'universo non esiste un solo centro orbitale ma molteplici.  

I contrasti con la Chiesa e l'abiura

Galileo, grazie alle sue mirabili scoperte, acquista fama internazionale. Nel 1616 subisce un primo avvertimento dal cardinale Bellarmino, che lo accusa di professare una nuova astronomia. Allo stesso tempo, il libro di Copernico viene messo ufficialmente all'Indice. L'opera più importante di Galileo viene pubblicata nel 1632, con il nome di Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo. In questo scritto, Galileo mette a confronto il modello tolemaico (geocentrico) con quello Copernicano (eliocentrico). Nel dicembre dello stesso anno, viene convocato davanti al tribunale dell'Inquisizione di Roma perché nuovamente accusato di difendere la teoria copernicana. Nel 1633, Galileo decide di abiurare la teoria eliocentrica. 

Il rapporto con la filosofia e la religione

Galileo si distacca apertamente dalle dottrine aristoteliche. Infatti, egli privilegia l'esperienza diretta ed è contro le ricerche che non trovano riscontro con l'osservazione. Un'altra critica di Galileo, viene rivolta alle Sacre Scritture, le quali presuppongono il geocentrismo. Contro tali posizioni, Galileo afferma che l'interpretazione letterale del testo biblico non è adeguata. Infatti, la Bibbia si occupa di argomenti religiosi e non scientifici, usando un linguaggio semplice che non ha però il rigore della scienza. Galileo ammette che le Sacre Scritture siano una guida per la salvezza dell'anima, ma non possono essere uno strumento per conoscere la natura.

L'importanza della matematica

Secondo Galileo, l'universo è retto da leggi semplici, regolari e uniformi. Esse possono essere studiate attraverso l'osservazione ed espresse mediante le formule matematiche. Galileo, infatti, ritiene che la matematica sia la lingua in cui è scritto il mondo. Grazie al linguaggio matematico, l'uomo conosce con perfezione eguale a quella di Dio, anche se in modo meno esteso. 

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Il metodo galileiano

Qualità primarie e secondarie degli oggetti

Il fondamento della conoscenza è l'esperienza, la quale coincide con la misurazione. Questo però non significa che la conoscenza scientifica possa identificarsi con ciò che appare ai sensi. Infatti, esistono qualità primarie degli oggetti e qualità secondarie degli oggetti. Le primarie coincidono con le qualità misurabili, ad esempio, la grandezza, la figura, il movimento. Le secondarie non sono qualità che appartengono agli oggetti in sé ma sono soltanto risposte dei nostri sensi agli stimoli esterni. Le qualità secondarie sono i colori, suoni, gli odori etc. In conclusione, la scienza si occupa soltanto delle qualità primarie.

Misurazione, ipotesi e prova sperimentale

Affinché si possano studiare i fenomeni fisici, occorre riprodurli in un contesto nel quale non sia soggetti a tutte le interferenze che si verificano in natura. Nascono così l'esperimento e il laboratorio scientifico. Si può suddividere il metodo scientifico in momenti. Il primo momento è la misurazione, a cui seguono l'ipotesi e la prova sperimentale. Attraverso la misurazione il modello matematico viene preservato, nonostante le irregolarità della natura. L'ipotesi coincide con il secondo momento, attraverso il quale si formula una legge generale applicabile a tutti i fenomeni simili a quelli osservati. Infine, il terzo momento coincide con la prova sperimentale, dove si ricrea il fenomeno in laboratorio. La prova sperimentale ha l'obiettivo di confermare l'ipotesi. 

I principi della fisica galileiana

Le implicazioni delle scoperte di Galileo

• All'esperienza sensibile, Galilei accompagna le necessarie dimostrazioni, ovvero la formulazione di leggi ipotetiche da verificare successivamente. L'esperienza sensibile costituisce il momento induttivo del metodo, implicando il passaggio dall'esperienza sensibile alla formulazione generale della legge. Le necessarie dimostrazioni costituiscono il momento ipotetico-deduttivo, nel quale dalla formulazione dell'ipotesi si procede alla sua verifica sperimentale.
  

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• Quando è impossibile riprodurre realmente un fenomeno in laboratorio, Galilei concepisce un esperimento mentale o ideale. Ossia, egli si immagina in via teorica un dato fenomeno, ricavandone le conseguenze.

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• Il principio di inerzia, applicato alla quiete e al moto, elimina la concezione aristotelica secondo cui il moto è una condizione di imperfezione che deriva da una mancanza. In questo modo, viene meno la necessità di postulare motori immobili esterni all'universo e di ipotizzare una causa finale del movimento.

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• Tutti i corpi cadono alla stessa velocità, indipendentemente dal loro peso. Il fatto che nell'esperienza la piuma e il martello cadano con velocità diverse dipende dalla resistenza del mezzo, in questo caso l'aria.

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• Galilei formula il secondo principio della dinamica, secondo cui una forza che agisce su un corpo imprime su di esso un'accelerazione che è proporzionale all'intensità della forza stessa.