Galileo Galilei: il pioniere della scienza moderna e il suo metodo rivoluzionario

Galileo e l'autonomia del sapere scientifico

Galileo pone i fondamenti definitivi della scienza moderna con il suo nuovo metodo scientifico della ricerca naturale. Galileo acquisisce definitivamente alla cultura moderna la certezza dell’assoluta autonomia del sapere scientifico. Per far valere questa sua opinione dovette, però, affrontare le due principali autorità:

Conflitto con la Chiesa e gli aristotelici

1) Contro la Chiesa: la maggior parte dei teologi dopo la controriforma si era fatta molto più rigida e ogni affermazione biblica in ambito scientifico veniva presa alla lettera. Galileo pensava, invece, che una posizione del genere avrebbe ostacolato il libero sviluppo del sapere oltre che danneggiare la religione stessa. Di conseguenza, nelle cosiddette “lettere copernicane”, affronta il problema del rapporto tra scienza e fede: la natura e la Bibbia sono strettamente collegate dal momento che derivano entrambe da Dio; per questo non possono oggettivamente contraddirsi tra di loro, ma vi sono, quindi, soltanto contrasti apparenti che vanno risolti con una diversa interpretazione della Bibbia. Con ciò Galileo afferma la più assoluta autonomia della scienza di fronte alla religione; sarà dunque la Bibbia a doversi adattare alla religione.

2) Contro gli aristotelici: Galileo disprezza, non tanto gli scienziati antichi, ma i discepoli di Aristotele e Platone che si limitano a consultare solo manuali e testi senza applicare l’intelletto per vedere più in dettaglio. Questo porta il filosofo a dedurre che queste personalità, mentalmente limitate, ostacolano l’avanzamento del sapere; di conseguenza cerca, con l’aiuto di esperimenti pratici ( bisezione di un corpo) di convertire la loro chiusa idea.

Metodo scientifico di Galileo

Con l’espressione “sensata esperienza”, che alla lettera significa “esperienza dei sensi”, Galileo ha voluto evidenziare il momento osservativo- induttivo della scienza che ha, come scopo ultimo, quello di definire una legge generale.

Uno dei risultati più incisivi nella storia della scienza è l’individuazione del metodo della fisica. Tuttavia Galileo formula nessuna teoria organica del metodo.

Galileo articola il lavoro della scienza in due momenti:

- Il momento risolutivo, nel quale si esamina il fenomeno nei suoi elementi semplici per arrivare alla formulazione di un’ipotesi matematica;

- Il momento compositivo, nel quale si verifica e sperimenta la validità della ipotesi cercando di riprodurre artificialmente il fenomeno, in modo tale che l’ipotesi risulti “veri-ficata” (cioè “fatta vera”) oppure falsificata (cioè non veri-ficata).

Da qui si percepisce l’importanza di esperienza e verifica. L’esperienza non va considerata come esperienza immediata, perché la maggior parte delle volte può essere ingannevole, bensì come frutto di un’elaborazione teorico-matematica dei dati. Ed inoltre, la nostra esperienza non avrà nessun valore scientifico se non viene legittimata dall’esperimento. Analogamente, la verifica di cui parla Galilei è una verifica intesa come procedura complessa, intenzionalmente volta a creare le necessarie condizioni affinché un certo evento possa riprodursi. Questa verifica, tuttavia, non può sempre verificare le proprie teorie. Ed è qui che nascono i così chiamati “esperimenti mentali”, nel quale Galilei suppone l’assenza di forze, il movimento nel vuoto etc.

Con l’espressione “necessarie dimostrazioni” Galileo evidenzia il momento ipotetico-deduttivo della scienza; ovvero i ragionamenti logici di base matematica attraverso i quali il ricercatore, partendo da un’intuizione di base, formula in teoria le sue ipotesi riservandosi di verificarle nella pratica.

Da qui nasce la nuova concezione di indissolubile e reciproca implicanza di fatto tra l’induzione sperimentale e la deduzione teorica. Le “sensate esperienze” presuppongono sempre un riferimento alle “necessarie dimostrazioni”, in quanto vengono assunte e rielaborate in un contesto matematico-razionale e, di conseguenza, spogliate dei loro caratteri qualitativi. Anche le “necessarie dimostrazioni” rimandano alle “sensate esperienze” e presuppongono uno spunto e una base per le ipotesi. Molte volte, tuttavia queste ipotesi non possono essere verificate in nessun modo e, di conseguenza, vanno dedotte dall’accettazione di particolari principi.

Principi fisici di Galileo

- Principio d’inerzia: Secondo la fisica aristotelica i moti erano differenziati in lineari e circolari, che rispettivamente caratterizzavano i corpi sublunari e sopralunari. In più, secondo Aristotele, il moto era qualcosa di temporaneo che cessa non appena la forza viene meno e la quiete era lo stato naturale. A sua volta il moto veniva diviso in naturale e violento. Galileo intuisce, anche se senza una vera e propria enunciazione generale, che un corpo tende a conservare indefinitamente il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché non intervengano forze esterne a modificare tale stato. Questo enunciato andava a gettare le basi per le future leggi di Newton.

- La caduta dei Gravi: Secondo Aristotele, la velocità dei corpi in caduta era direttamente proporzionale al peso dei corpi. Galileo, attraverso numerosi esperimenti (es. gettando una moneta da 1 libbra e una da 100 libbre dalla torre di Pisa), giunge alla formulazione di un nuovo dogma nel quale tutti i corpi, qualunque sia il loro peso, cadono con la stessa velocità. Galileo spiega il fattore attrito, come noi oggi lo conosciamo, con la resistenza del mezzo, ossia dell’aria.

- Il secondo principio della dinamica: Galileo afferma che le forze applicate ai corpi determinano in essi non delle velocità, bensì delle accelerazioni. Introducendo il concetto di accelerazione come il variare della velocità e il concetto di massa di un corpo Galileo si può dire che introduce quella che sarà la seconda legge di Newton.

Scoperte astronomiche:

Scoperte astronomiche di Galileo

- Luna: scopre che la superficie della Luna non era liscia bensì rugosa e costituita da macchie, che identifica come ombre proiettate dalle montagne lunari;

- L’ipotetico movimento della Terra intorno al Sole: Aristotele credeva che la Terra fosse l’unico pianeta ad essere immobile, dato che un pianeta in movimento non avrebbe potuto costituire un nucleo di movimento per altri corpi. Galileo, a differenza, scoprì i quattro satelliti di Giove. E, di conseguenza, se Giove con i suoi satelliti si muove intorno al Sole, anche la Terra potrebbe ruotare intorno al Sole.

- Le macchie solari : Galileo, osservando con il cannocchiale delle macchie in continuo cambiamento sulla superficie solare confutò la tesi tolemaica secondo la quale nessun corpo celeste era soggetto al divenire.

- Le fasi di Venere: nell’antichità si pensava che solo la Terra venisse illuminata dal Sole ma, con la scoperta delle fasi di Venere, Galileo confuta anche questa tesi.

- Moto della Terra: Galilei afferma che la Terra si muove veramente su se stessa (senza creare venti particolari) e l’aria è partecipe di questo movimento.

Il cannocchiale fu una scoperta strabiliante non solo per l’osservazione, ma anche per la possibilità di riprodurre il fenomeno studiato nelle condizioni volute. L’attribuzione di questa scoperta non è direttamente attribuibile a Galileo, ma è certo che Galileo fu il primo nell’averlo utilizzato scientificamente.

Matematica e scienza moderna

Secondo Galilei la matematica è il linguaggio con il quale Dio ha creato il Mondo. La matematica costituisce, per Galilei, la logica della fisica e si pone come uno strumento di scoperta scientifica, Poiché essa permette di avanzare nuove ipotesi sui fenomeni. Tuttavia, mentre la matematica pura non ha bisogno di riscontri sperimentali, la matematica correlata alla fisica ha valore scientifico solo se trova riscontro nella realtà.

Galileo può venir considerato l’iniziatore di quella che viene chiamata scienza moderna.

Galilei afferma che le opere della natura non possono essere giudicate con un metro puramente umano in quanto l’uomo è una figura sostanzialmente di carattere utilitaristico e non riuscirebbe a dichiarare utili elementi naturali di cui egli non comprende l’utilità. Di conseguenza non dobbiamo cercare perché la natura opera in un certo modo, ma solo come opera.

Filosofia e scienza in Galileo

Galileo non viene considerato da tutti un filosofo, ma egli si accompagna per tutto il suo percorso scientifico a schemi di natura teorico-filosofica. Per esempio, la fiducia nella matematica è convalidata dalla dottrina platonico- pitagorica ossia dalla persuasione che la fattura reale del mondo sia di tipo geometrico. In secondo luogo, anche la distinzione atomistico-democritea tra proprietà oggettive o primarie (i corpi in quanto tali) e proprietà soggettive o secondarie (in relazione ai nostri sensi) si ripresenta nella discussione galileiana.

La credenza nella validità del rapporto causale, basata sul principio secondo il quale cause simili corrispondono a effetti simili viene avvalorata dalla persuasione dell’uniformità dell’ordine naturale, che seguendo un corso sempre identico a se stesso risulta necessario e immutabile come una verità geometrica.

La fiducia nella verità assoluta della scienza viene confortata mediante la teoria secondo cui la conoscenza umana e la conoscenza divina risultano simili per il grado di certezza. Solo il metodo con il quale Dio (intuitivamente) e l’uomo (attraverso il ragionamento discorsivo) conquistano la verità risulta differente. Inoltre Dio conosce tutte le infinite verità, mentre l’uomo solo alcune di esse. Tuttavia, per quanto riguarda le dimostrazioni matematiche, la qualità della certezza è identica.

In Galilei vi è una tenace fiducia realistica che lo porta a interpretare il rapporto tra scienza e realtà in termini di riproduzione o rispecchiamento.