Evoluzione della scienza moderna: dalla matematizzazione alla strumentazione

Con il termine rivoluzione scientifica in genere si indica quel periodo della storia europea, compreso tra l'inizio del XVI secolo e la fine del XVIII secolo, in cui erano state poste le basi concettuali, metodologiche e istituzionali della scienza moderna. In questo periodo si andò diffondendo un modo di concepire la natura, nuovo e diverso, rispetto alle epoche precedenti.

Matematizzazione della natura

La matematizzazione della natura è stata vista come una delle caratteristiche più significative della Rivoluzione Scientifica. Ma cosa ha portato a concepire la natura in termini matematici? Già dall'Umanesimo, si andò diffondendo una visione della natura secondo i principi dell'ordine matematico. Va cambiato l'atteggiamento della matematica ai fenomeni naturali, infatti, il suo ruolo è quello di descrivere e rivelare i fenomeni naturali (non quello di fornire strumenti per i calcoli e prevedere i fenomeni).

Teoria di Copernico e Aristotele

Secondo l'astronomo Niccolò Copernico, il compito dell'astronomo è quello di conciliare le costruzioni matematiche, con cui si calcolavano i moti dei pianeti, della loro composizione e del perché occupano un determinato spazio.

Per Aristotele, il mondo era concepito come un grande sistema di sfere concentriche, al cui centro era posta la Terra. Dal limite della sfera della luna fino al limite della sfera delle stelle, i corpi erano composti dalla volta celeste, la quale era soggetta ad un solo tipo di movimento: quello circolare uniforme. I pianeti erano incastonati in grandi sfere, che ruotavano tutti al centro del cosmo, la Terra.

La teoria di Aristotele appariva suggestiva, perché impediva di spiegare quali fossero i principali fenomeni della cosmologia, quale la rotazione apparente dei pianeti.

Teoria di Tolomeo e Copernico

Molti scienziati cercarono di dare una spiegazione a tali fenomeni, e alla fine fu data da Tolomeo nel II secolo d.C., il quale si serviva di una tecnica matematica in base a cui ogni pianeta ruota in modo circolare intorno ad una circonferenza (l'orbita) il cui centro si muove in modo uniforme su un'altra circonferenza (il deferente). Tolomeo si accorse che la sua teoria era sbagliata, infatti fu Copernico ad aprire le porte ad una nuova prospettiva della cosmologia: Il sole era il corpo centrale dell'orbita, intorno al quale ruotano tutti i pianeti, compresa la Terra.

Secondo Copernico, infatti, i pianeti ruotano perché sono sferici e a darne il proprio moto è la loro tipica forma geometrica. A quell'epoca Copernico non fu ritenuto come un rivoluzionario, bensì come un conservatore.

Contributi di Brahe e Keplero

La successiva storia della Matematizzazione della natura, mostra il medesimo orientamento realistico. Tale orientamento è presente nella teoria dell'astronomo danese Thyco Brahe. Brahe era un astronomo che osservava i corpi celesti ad occhio nudo, quindi osservava il cosmo con regolarità seguendo il loro corso completo.

Brahe, rifiutò la teoria Tolemaica, e la confutò di gravi difetti. Allo stesso tempo, rifiutò anche la teoria eliocentrica di Copernico, perché gli sembrava assurdo che la Terra si potesse muovere così velocemente nello spazio. Brahe, così, elabora una nuova teoria secondo la quale la Terra assume una posizione immobile e centrale, ed intorno ad essa ruotano soltanto il Sole e la Luna, gli altri pianeti ruotano intorno al Sole.

Anche questa teoria venne confutata.

A dare la risposta fu l'astronomo Johannes Keplero, il quale, a differenza di Brahe, accetta la teoria eliocentrica di Copernico. Keplero cercò innanzitutto quale fosse la forma dell'orbita descritta dai pianeti: la difficoltà di mantenere Marte su un'orbita circolare lo portò a riflettere se si potesse muovere su un altro tipo di orbita chiusa. Keplero provò con l'ovale, ma si accorse che l'orbita descritta da Marte era uno speciale di ovale: l'ellisse. Questa scoperta fu per Keplero una grande illuminazione, poiché soddisfa in pieno le condizioni di aree uguali in tempi uguali, posto che il sole si trova in uno dei due fuochi dell'ellisse.

Strumenti scientifici innovativi

Successivamente furono inventati anche altri strumenti, che aprirono le porte a possibilità inaspettate:

• Il telescopio permise di osservare i corpi celesti molto meglio di come potessero essere visti ad occhio nudo;

• Il microscopio permise di osservare quegli oggetti che soltanto l'infinitamene piccolo poteva permettere di osservare;

• Furono inventati anche altri strumenti come: il termometro, il barometro, la pompa pneumatica e l'orologio di precisione.