La figura di Galilei è fondamentale non solo per aver fuso scienza e tecnica (con il progetto della bilancetta per determinare il peso specifico dei metalli; con l'utilizzo del cannocchiale olandese, per la prima volta nella storia, in ambito scientifico) o per le sue scoperte che rivoluzioneranno il modo di vedere il mondo (inteso come universo) in maniera differente (a questo proposito, possiamo ricordare la scoperta dell'isocronismo del pendolo, la formulazione di teoremi di geometria e di meccanica, la teorizzazione della legge della caduta dei gravi - nonostante questo sia uno dei suoi esperimenti mentali; e ancora, in ambito astronomico: le irregolarità e le macchie lunari, contro la falsa ideologia che la superficie lunare fosse levigata e perfettamente sferica; le macchie solari, attestanti il continuo divenire della stella confutando le credenze che i corpi celesti appartenenti ai cieli sopralunari fossero immutabili; le fasi di Venere, che confermavano come anche gli altri pianeti, oltre alla Terra e alla Luna, ruotavano intorno al Sole; i quattro satelliti di Giove, che mostravano come anche altri pianeti, come la Terra, avevano dei satelliti che giravano intorno a loro; le nuove stelle, che aiutano a far nascere il concetto di galassia come congerie di innumerevoli stelle), ma per aver individuato il metodo della fisica; per questa ragione, egli è il padre della scienza moderna. Galilei non è mai arrivato a teorizzare, come hanno invece fatto Bacone e Cartesio, il suo metodo, nonostante si trovino informazioni nei suoi scritti, ma si "limita" ad applicarlo. Il suo metodo, a volerlo semplificare, consta di due momenti: quello risolutivo, che risolve un fenomeno complesso nei suoi elementi semplici, formulando una ipotesi matematica, e quello compositivo, che verifica l'esperimento riproducendo il fenomeno. Se l'ipotesi è verificata (nel senso di "fatta vera"), allora diviene legge. In caso contrario, si riparte dall'ipotesi o, se necessario, dall'osservazione.

In una delle sue lettere più interessanti (quella a Cristina di Lorena), Galilei scriverà del suo metodo individuando due fasi: (1) la "sensata esperienza" e (2) le "necessarie dimostrazioni".
La sensata esperienza è la fase induttiva del metodo galileiano (che va dal particolare al generale), e consiste nell'osservazione attraverso i sensi (soprattutto della vista), per poi arrivare alla creazione di una legge generale (da qui il nome di "metodo sperimentale"). Le necessarie dimostrazioni sono i ragionamenti logici fatti matematicamente (la matematica, infatti, per Galilei, è la logica della fisica): si parte da un'intuizione di base e si procede per supposizioni, formulando delle ipotesi che devono essere verificate nella pratica. Il metodo di Galilei è dunque completo, poiché ha sia un primo momento induttivo, sia un secondo momento deduttivo, dove le sensate esperienze presuppongono le necessarie dimostrazioni e le seconde presuppongono le prime.

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