Riassunto esame Filosofia della Scienza, prof. Musso, libro consigliato La Scienza e l'Idea di Ragione

Galileo e la nascita della scienza

La scienza naturale nel senso moderno del termine nacque per opera di Galileo Galilei. A

lui va anche il merito di aver studiato per primo la musica dal punto di vista matematico,

contribuendo fra l’altro alla nascita della musica barocca. Fu pittore, inventore e astrologo

(benché personalmente non ci credesse troppo).

Durante gli studi di medicina a Pisa cominciò ad appassionarsi a questioni di matematica e

fisica, trasferendosi così a Firenze per studiare matematica e poi nel Collegio Romano dei

gesuiti dove entrò in contatto con Cristoforo Clavio, il più grande matematico dei suoi

tempi. Si trasferì poi a Padova, dove affinò le sue tecniche di costruzione, che lo

porteranno poi a costruire il famoso telescopio e i suoi studi relativi al moto dei corpi.

Già da parecchi decenni nei più svariati campi si succedevano scoperte e teorie

innovative, anche se queste non riguardavano prettamente la scienza naturale, quanto la

matematica, grazie alla riscoperta dei testi greci, in particolare quelli di Euclide e

Archimede. Intanto nel 1543 Copernico aveva pubblicato il De Rivolutionibus Orbium

coelestium contente la famosa teoria eliocentrica mentre Vesalio aveva avviato i primi

studi riguardanti l’anatomia umana. Più tardi Brahe realizzava osservazioni astronomiche

di una precisione senza precedenti nella storia, che permetteranno poi all’allievo Keplero

di ricavare le leggi sui moti dei pianeti. Negli stessi anni Marcatore costruiva il primo

planisfero moderno, Cesalpino dava la prima classificazione coerente delle piante e

Stevino scopriva le leggi dell’idrostatica.

Tuttavia Galileo viene chiamato il padre della scienza moderna per svariate ragioni:

1. Scoprì l’unità della natura (mondo sublunare e mondo celeste, distruggendo la

cosmologia aristotelico-tolemaica)

2. Scoprì le leggi di natura veramente universali, quelle del moto dei corpi.

3. Stabilì il metodo della scienza naturale.

Sino all’epoca di Galileo il sistema universalmente accettato era quello geocentrico,

ispirato alla filosofia di Aristotele, per il quale la Terra si trovava al centro dell’universo ed

era circondata da nove sfere concentriche in cui si trovavano incastonati tutti i corpi

celesti. Secondo la Fisica di Aristotele, i corpi del mondo sublunare erano formati dalla

combinazione dei quattro elementi terrestri (due pesanti e due leggeri), mentre per i corpi

composti dipendeva da quale dei 4 elementi era in essi prevalente. Quindi si trattava di

proprietà intrinseche, che dipendevano cioè dalla forma sostanziale della cosa in oggetto.

In virtù di ciò i corpi avevano la tendenza di raggiungere il proprio luogo naturale,

spiegando così anche la gravità dei corpi (facente parte dei moti naturali). I moti violenti

invece richiedevano l’applicazione di una forza costante che contrastasse la tendenza

naturale del corpo. Da ciò seguiva che la Terra (il corpo più pesante dell’universo) dovesse

necessariamente stare al centro dell’universo, e che rimanesse immobile in quanto si

trovava già nel suo luogo naturale.

I moti dei corpi celesti erano invece spiegati attraverso la metafisica: in quanto sfere

perfette queste dovevano necessariamente muoversi di moto circolare uniforme, in quanto

il più simile all’immobilità di Dio, il celeberrimo “motore immobile” “...che move il sole e

l’altre stelle”. Inoltre i corpi celesti e le sfere in cui erano incastonati erano composti da una

sostanza eterea, assolutamente liscia che non causava attrito e permetteva in movimento

perfettamente regolare e senza fine. Inoltre veniva anche spiegato il moto retrogrado dei

pianeti, sempre riferendosi alle sfere (Aristotele ne conta 55) in cui essi erano incastonati.

Tuttavia il problema persisteva e non era anche stato spiegato. Fu Tolomeo che propose

la teoria degli epicicli: i pianeti non potevano stare sulla sfera principale che ruotava

attorno alla Terra (detta sfera referente) ma su una più piccola (l’epiciclo appunto) che

ruotava attorno ad un punto situato sul deferente, cosicché per effetto della combinazione

dei due movimenti, in certi periodi dell’anno essi ne compivano effettivamente uno

all’indietro, riproducendo fedelmente i dati osservati. Tolomeo inoltre aveva introdotto il

concetto di equante, ovvero un punto immaginario che produceva insieme alla Terra

(centro geometrico di rotazione delle sfere) un punto a metà fra i due, il quale

rappresentava l’epicentro di rotazione delle sfere. Va precisato comunque che il sistema

tolemaico, benché errante su talune questioni, era estremamente sofisticato e retto da

dimostrazioni matematiche quindi molto accreditato fra gli studiosi. Tuttavia il risultato

ottenuto marcava una netta differenza tra modello matematico e realtà. E lo stesso

Tolomeo rimandava ai fisici o ai filosofi naturali il compito di dimostrare un riscontro reale

tra il suo modello e la realtà stessa.

Va ricordato inoltre che in questi sistemi la terra veniva considerata rotonda, e non piatta

come invece avevano presupposto gli illuministi, per denigrare il periodo storico che

detestavano.

Per 14 secoli il sistema tolemaico rimase il sistema cosmologico ufficiale e indiscusso,

Copernico

finchè nel 1543 l’astronomo polacco ripropose un modello di tipo

eliocentrico, ovvero con il sole al centro e tutti i pianeti, Terra compresa, che gli giravano

attorno.

Tuttavia non bisogna pensare che copernico fosse un rivoluzionario. Anzi viene

considerato come il pensatore più tradizionalista: “un chierico conservatore e

tradizionalista che scatenò suo malgrado la rivoluzione”. Copernico era anzitutto un

aristotelico, assai più intransigente di Tolomeo, non interessato al moto della terra, che

introdusse solo quando si accorse che era l’unico modo per eliminare il sistema degli

equanti, che riteneva un’aberrazione, rendendo così di nuovo il moto degli astri realmente

circolare uniforme, secondo i dettami sacri della fisica aristotelica. Tuttavia questi dettami

erano spesso contraddetti dal sistema copernicano in diversi altri punti, a cominciare dalla

teoria dei moti naturali, che una volta rimossa la terra dal centro dell’universo diventava

inapplicabile. Copernico sosteneva, per non contraddire Aristotele che la gravitazione altro

non era che la tendenza, data dal Creatore, dei corpi di combinarsi per formare delle sfere

e contribuire alla loro unità e integrità. Così, dove il sistema andava a cozzare con quello

aristotelico, Copernico glissava la discussione. Tuttavia la teoria eliocentrica era già

nell’aria da diverso tempo e Copernico ne venne a conoscenza certamente in Italia. Egli fu

però il primo a costruire un sistema basato su di essa. Questo sistema inoltre eliminava

definitivamente il problema del moto retrogrado dei pianeti, con tutti gli epicicli e gli equanti

ad ad esso collegati. Tuttavia altri epicicli (compresi 9 in cui la terra ne era incastonata)

dovette aggiungere per spiegare altre discrepanze rispetto ai dati osservati, in quanto le

orbite più che circolari, secondo i suoi calcoli dovevano essere ellittiche. Il sistema

risultava così contorto e innaturale e nemmeno si può immaginare come questo avesse

potuto esistere veramente. Oltre a ciò il sistema copernicano non era nemmeno

realmente eliocentrico: benchè il sole si trovasse immobile all’interno dell’orbita terrestre,

il centro geometrico di quest’ultima, e delle orbite degli altri pianeti cadeva in un punto al di

fuori del sole. Quindi anche Copernico aveva barato, finendo per ripristinare il concetto di

equante per non allontanarsi troppo dalla reale elliticità delle orbite.

Sorprende però un fatto riguardante le osservazione astronomiche effettuate da

Copernico: 49 in tutto e nemmeno tanto accurate. Per il resto si era affidato a quelle fatte

dagli antichi, in primis Tolomeo e Ipparco. Ma di questo Copernico se ne accorse troppo

tardi, nel 1529 dopo vent’anni dedicati alla stesura del suo modello astronomico, quando

capì che il sistema si basava su fondamenta fragilissime al punto che avrebbe dovuto

riscrivere tutto da cima a fondo, rischiando di cadere sotto la persecuzione, e rimandando

la pubblicazione del De Rivolutionibus sempre più in la.

Solo nel 1539, Retico, giovane ed entusiasta astronomo protestante riuscì a strappare al

maestro il permesso di scrivere un riassunto delle sue scoperte e per l’assenso alla

pubblicazione del De Rivolutionibus.

Anche la pubblicazione fu un vero e proprio travaglio. In primis, venne affidata a Retico, il

quale però si sentì offeso da parte di Copernico in quanto non lo menzionava nei

ringraziamenti della sua opera. Anzi vennero incluse persone che poco avevano a che

fare con il De Rivolutionibus, e nemmeno venivano menzionati coloro i quali aiutarono

Copernico nei suoi studi (meschinamente nascosti da Copertnico per non sminuire la sua

opera). Poi, dopo l’abbandono di Retico la pubblicazione passò in mano a Osiander, il

quale vi aggiunse una prefazione anonima (attribuibile quindi a Copernico stesso).

Secondo le speculazioni del tempo la prefazione era atta a sminuire, per ragioni di

prudenza, la portata rivoluzionaria dell’opera presentandola come pura ipotesi

matematica, contro le volontà di Copernico. Tuttavia fu proprio Retico a sostenere che

questa prefazione era stata approvata dallo stesso Copernico cosicché dopo la sua morte

a nessuno poteva essere data la colpa di aver scritto (e pubblicato, da un editore, ndr)

eresie. Anzi si potrebbe dire che fu lo stesso Copernico a spingere perchè questa

prefazione fosse stata inclusa nel suo libro, in quanto si era convinto del moto della terra e

non credeva affatto alla realtà del complicatissimo meccanismo da lui stesso costruito. E

Osiander mise le mani avanti in modo da eliminare alla radice ogni possibile rischi di

critica dal punto di vista dottrinale. Ma le preoccupazioni si rivelarono infondate in quanto il

libro di Copernico risulta essere un magnifico fallimento editoriale nonché un libro

perfettamente illeggibile, il meno pubblicato e il meno letto tra tutti quelli che hanno

segnato la storia dell’umanità.

Ma il nome di Copernico, e così il copernicanesimo, per aver successo dovettero aspettare

nel tempo, quando i calcoli venivano dimenticati e i dettagli rimasero solo un ricordo,

idealizzato quasi mitico: un sistema che permetteva di fare calcoli migliori di quello

tolemaico con il semplicissimo accorgimento di mettere il Sole al centro.

Tuttavia oltre a Galileo e a Copernico un terzo attore entrava in scena: l’astronomo danese

Tycho Brahe che propose una sorta di compromesso tra le opposte visioni. Brahe

aveva postulato che la terra si trovasse al centro dell’universo, ma facendo girare tutti i

pianeti attorno al Sole, e quest’ultimo attorno alla terra e utilizzando per la prima volta nella

storia le orbite anzichè le sfere celesti.

Il suo nome viene anche ricordato per aver studiato la supernova che l’11 novembre 1572

apparì in cielo, minando ancora una volta la teoria dell’immutabilità dei cieli di Aristotele.

La questione riguardava la posizione del fenomeno celeste: se si fosse trovata nel mondo

sublunare tutto sarebbe rimasto come prima, ma tutti avevano notato che questa si

muoveva con l’intera volta celeste. La dimostrazione della tesi avrebbe fatto cadere la

teoria cui i cieli erano immutabili e che quindi la cosmologia aristotelica era

fondamentalmente sbagliata. E Brahe arrivò a questa dimostrazione.

Nel 1573 nel De Stella Nova vengono esposti i suoi risultati, cui molti scienziati

ovviamente stentarono a credere. Tuttavia questo portò Brahe ad essere considerato dal

re di Danimarca Federico II che gli costruì anche un osservatorio. Successivamente con

l’avvento del re Cristiano IV Tycho decise di lasciare il paese e grazie a questa mossa

incontrò Keplero, e ampliò i suoi studi astronomici soprattutto grazie all’osservazione delle

comete, le quali le considerava un puro fenomeno celeste e non una manifestazione

nell’atmosfera terrestre, attribuendo anche ad esse il concetto di orbita in uno spazio

vuoto, inconcepibile dal punto di vista delle sfere celesti, così come il Sole e i pianeti.

Brahe tuttavia a dispetto dei suoi predecessori cercò di affrontare la questione, e grazie a

questa mossa ci si avvicinò sempre più alla realtà come la conosciamo oggi.

Keplero

Contemporaneo a Galileo invece troviamo , il quale non aveva nessuna

intenzione di diventare astronomo ma di perseguire una carriera ecclesiastica, tanto che la

sua fede svolgerà un ruolo fondamentale nel suo lavoro di scienziato.

Egli era molto influenzato dalle teorie greche e medioevali, sulla perfezione dei cieli e la

musica delle sfere, tanto che nella sua prima opera, il Mysterium Cosmographicum tentò

di costruire un sistema di tipo eliocentrico in cui le orbite dei pianeti erano circonferenze

perfette disposte in maniera tale che tra di esse potevano essere inseriti i 5 solidi regolari.

Inoltre aveva messo il Sole al centro per ragioni squisitamente metafisiche, perché a suo

parere l’universo doveva avere l’immagine della Trinità, in cui il sole rappresentava il Dio

Padre, la gravità lo Spirito Santo e la sfera delle stelle fisse il Figlio. Benché in potenza

questo sistema conteneva già i germi delle future scoperte kepleriane, venne accolto dai

conservatori e rifiutato dagli innovatori, primo fra tutti Galileo.

Fu poi esplulso dall’Austria in quanto protestante e questo ne fece la sua fortuna,

raggiungendo Brahe. Cominciò dunque una collaborazione tra colui che aveva raccolto

un’infinità di dati (Brahe) e colui che avrebbe potuto dare un senso a questi ultimi

(Keplero). Così alla morte del maestro Keplero ne rubò (per evitare che marcissero in un

magazzino) gli scritti di tutta una vita. Grazie a questi studi Keplero capì che era

necessario abbandonare per la prima volta l’ideale del moto circolare uniforme e grazie a

ciò dopo 5 anni di studi scoprì che le orbite dei pianeti erano di tipo ellittico e che con

questa scoperta tutti i dati e i calcoli risultavano ora esatti (Pasqua 1605).

Nel 1609 pubblica l’Astronomia Nova, in cui Keplero enuncia le prime delle tre leggi

fondamentali che ancora oggi portano il suo nome, per poi completarle con una terza nel

1619.

1. Le orbite dei pianeti sono ellissi di cui il Sole occupa uno dei fuochi

2. I pianeti si muovono lungo le orbite in modo che la linea immaginaria che li congiunga al

Sole copre aree uguali in tempi uguali, da che segue che la velocità di rivoluzione dei

pianeti non è costante.

3. Il cubo del semiasse maggiore dell’orbita è proporzionale al quadrato del periodo di

rivoluzione.

Insieme alle tre leggi postulò anche l’esistenza di una forza invisibile che emanava dal

Sole ed agiva a distanza, una possibile causa fisica del movimento dei pianeti. Tuttavia

ancora si era lontani dall’esatta determinazione della legge di gravità, che arriverà solo

con Newton.

Galileo e Keplero avevano l’uno tutto ciò che mancava all’altro: Keplero aveva le orbite

ellitiche, le leggi del moto dei pianeti e l’idea della gravità come forza a distanza; Galileo

aveva le prove astronomiche contro il geocentrismo, le leggi del moto dei corpi e l’idea del

principio d’inerzia.

Nel 1627 pubblica le Tabulae rudolphinae basate sulle osservazioni astronomiche di Tycho

e destinate a rimanere per oltre un secolo lo strumento fondamentale dell’astronomia

osservativa.

Non bisogna però pensare che tutto questo sia sorto di punto in bianco. Il movimento di

pensiero che condusse a questi primi importanti risultati era iniziato molto prima, nel XIII

Tempier

secolo, quando nel 1277 , arcivescovo di Parigi aveva condannato come

eretiche 219 tesi filosofiche e teologiche, in massima parte sostenute dagli averroisti,

Averroé

seguaci del filosofo arabo-spagnolo , il più grande commentatore islamico di

Aristotele e sostenitore della “doppia verità”, per la quale la fede e la filosofia seguirebbero

strade e metodi diversi, potendo quindi giungere anche a conclusioni in contrasto fra loro

senza che ciò implichi che una delle due sia necessariamente falsa. Averroé affermava

che la verità della filosofia non poteva essere contraddetta dalla verità della fede, ma anzi

si accordava con essa e testimoniava a suo favore: una sorta di verità a due livelli che solo

gli specialisti potevano comprendere appieno. Questi specialisti erano i filosofi e la filosofia

era il tramite per cui conoscere la verità che prevaleva sempre sul senso letterale dei testi

sacri. Tuttavia su alcuni punti fondamentali la filosofia aristotelica contraddiceva i testi

sacri, islamici e cristiani. Per quel che riguarda la cristianità ricordiamo l’opera di San

Tommaso d’Aquino, teologo ma soprattutto filosofo. Come si può carpire la linea scelta da

Averroè era di accettazione integrale dell’aristotelismo che conduceva verso alcuni punti

(come quello dell’onnipotenza divina) a conclusioni che erano contraddittorie rispetto al

senso letterale dei Testi sacri: la doppia verità appare come un modo per coprire il

razionalismo di fondo della sua posizione, che erige la filosofia a forma suprema di

conoscenza e che va a negare anche la possibilità stessa di una conoscenza rivelata

superiormente a quella raggiungibile dalla ragione: il filosofo scopre il vero senso dei Testi

Sacri, il quale deve coincidere con le verità della filosofia. Ciò potrebbe indurre a pensare

che Averroè non pensava affatto a due verità ma ad una sola: quella della filosofia. Ma

Averroè dichiara anche che il senso letterale dei Testi Sacri è vero e che per coloro che

non sono uomini di scienz