GALILEO GALILEI: PADRE E DIFENSORE DELLA SCIENZA MODERNA

Galileo Galilei è considerato il padre fondatore della scienza moderna: infatti è a lui che dobbiamo il "metodo scientifico" utilizzato in tutte le scienze ( con piccole varianti da disciplina a disciplina ).

E' stato sicuramente un personaggio eclettico, infatti oltre che scienziato e matematico era anche un grande letterato, un musicista, un costrutture di diverse macchine e strumenti per compiere esperimenti e un filosofo.
Galileo nasce a Pisa il 15 febbraio 1564 ( 3 giorni prima della morte di Michelangelo Buonarroti, uno dei più grandi artisti del Rinascimento Italiano insieme a Leonardo da Vinci e Raffaello Sanzio ) da Vincenzo Galilei, mercante fiorentino, maestro di canto e teorico della musica, e da Giulia Ammannati da Pescia.

Galileo è il primogenito di 2 fratelli e 4 sorelle.
Egli comincia gli studi presso i monaci di Vallombrosa e poi, a 16 anni, il padre lo iscrive alla facoltà di Medicina all'Università di Pisa.

Bisogna però dire che il giovane Galileo non era uno studente modello: infatti, saltava le lezioni e dopo 2-3 anni abbandonò lo studio della Medicina per dedicarsi alla sua più grande passione: la Matematica.

Viene a conoscenza degli Elementi di Euclide per mezzo di Ostilio Ricci, un discepolo del grande matematico Niccolò Tartaglia.

Grazie a Ricci, Galileo scopre che la matematica non è per niente una scienza astratta, anzi è lo strumento che permette di indagare sui vari fenomeni della natura.
In questo modo, Galileo capisce che nei corpi si potevano distinguere 2 categorie di qualità:

1) qualità primarie: dimensioni, pesi, velocità, ecc.;
2) qualità secondarie: sapori, odori, colori, ecc.

Però solo le qualità primarie sono utili per indagare scientificamente su uno specifico corpo, perchè le seconde sono solo il frutto delle nostre sensazioni.

Infatti, se eliminassimo l'individuo che percepisce le sensazioni, di queste resterebbero soltanto i nomi.
Probabilmente, in seguito, Galileo segue anche i corsi tenuti dall'aristotelico Francesco Bonamico sulla fisica.
Pertanto, il giovane studente si appassiona anche alla fisica e all'astronomia.

Narra una leggenda che Galileo avrebbe osservato il movimento di una lampada nel duomo di Pisa e da qui avrebbe tratto l'ispirazione per i suoi studi sull'isocronismo ( dal greco isos = uguale e khronos = tempo ) delle oscillazioni del pendolo.

Infatti, questo strumento compie delle oscillazioni che si svolgono tutte nello stesso tempo a prescindere dalla loro ampiezza.
Galileo ha scoperto che il periodo di un pendolo, cioè il tempo che ci mette quest'ultimo per compiere un'oscillazione completa, dipende soltanto dalla lunghezza del filo a cui è attaccata una certa massa.

La precisa legge che descrive il periodo di oscillazione di un pendolo è:



dove

- T = periodo in secondi;
- l = lunghezza del filo in metri;
- g = accelerazione di gravità sulla Terra, che vale 9,8 m/s² o N/kg.

Bisogna però affermare che questa legge vale solo per piccole oscillazioni.
Esistono numerosi altri aneddoti sui particolari esperimenti compiuti da Galileo: il più famoso riguarda il concetto sostenuto da Aristotele che un corpo più pesante cade a terra prima di un corpo più leggero.
Da questo argomento nasce la famosa leggenda che vuole che lo scienziato pisano abbia lanciato 2 palle di materiale diverso, una più leggera e una più pesante, dalla cima della torre di Pisa e che abbia constatato che questi 2 oggetti cadono quasi contemporaneamente al suolo.

Galileo ha spiegato che il fatto che un corpo più pesante arrivi a terra prima di uno più leggero dipende soltanto dal fatto che bisogna considerare l'attrito dell'aria ( viscosità ).
Infatti, senza l'attrito dell'aria, i 2 oggetti cadrebbero a terra nello stesso istante.

Questa è solo una delle tante opposizioni mosse da Galileo nei confronti della fisica di Aristotele.
Quella che sicuramente ha scosso maggiormente il mondo della scienza riguarda l'astronomia.
Nel 1543 Copernico pubblica, sul letto di morte, la sua opera "De Revolutionibus Orbium Coelestium" dove descrive il modello eliocentrico che afferma che non è la Terra a trovarsi al centro del Sistema Solare, bensì il Sole.

Bisogna sottolineare che Copernico parla della sua teoria come un'ipotesi e non come la verità scientifica.

Ma queste affermazioni, poste nella prefazione all'importante opera, potrebbero essere state modificate dal teologo Osiander, senza l'approvazione dello stesso Copernico.

Dallo sviluppo del modello cosmologico eliocentrico nasce la più importante questione che porta alla formazione della scienza moderna.

Infatti, la concezione Copernicana del cosmo era in conflitto non solo con la visione aristotelico-tolemaica del cosmo, che prevedeva la Terra al centro, ma soprattutto con la Chiesa, che vedeva questa nuova ipotesi come un'eresia.
Infatti, nella Bibbia c'è un passo in Giosuè dove viene affermato: "Fermati, o Sole": sta a significare che il Sole dovrebbe ruotare attorno alla Terra, immobile al centro del cosmo.
Se il Sole fosse posto al centro, si affermerebbe un concetto opposto a quello esposto nelle Sacre Scritture.

Inoltre, cadrebbe la visione antropocentrica dell'Universo, che considera il mondo creato da Dio, fatto soprattutto per l'essere a sua immagine e somiglianza: l'uomo, che pertanto deve essere posto al centro, nel punto più importante del cosmo.

Questo è il background che porterà Galileo alla sua strenua e instancabile difesa del modello copernicano.
Però, in un primo tempo, lo scienziato non espone pubblicamente le sue tesi e dedica il suo tempo a scrivere opere di fisica, come il trattato De Motu.

In seguito, scriverà le lettere copernicane ( la più importante è quella al frate Benedetto Castelli, dove scrive che la scienza si occupa di spiegare come è fatto il cielo, mentre le Sacre Scritture ci dicono come si va in cielo ) e opere letterarie come Il Saggiatore ( sulla questione delle comete ).

Addirittura lo scienziato pisano tiene delle lezioni sulla Divina Commedia di Dante, nelle quali studia matematicamente le dimensioni delle bolge dell'Inferno e altri particolari del mondo dantesco.

La matematica per Galileo è tutto.
Come scriverà ne Il Saggiatore: la matematica è il linguaggio dell'Universo.
Quindi, per Galileo tutti i fenomeni naturali possono essere spiegati con questo linguaggio universale, molto più elevato di tutte le lingue che gli uomini utilizzano per comunicare ( greco, latino, volgare, inglese, francese, ecc. ).

La matematica è quello strumento che ci aiuta a scoprire le leggi universali che dominano il mondo e anche a inventare, costruire macchine, strumenti che sfruttano questi principi e che possono essere utili per l'uomo.

Forse è proprio con Galileo che nasce il profondo legame tra scienza e tecnica.
Non per niente, lo scienziato pisano costruisce da sè strumenti come il piano inclinato, il pendolo e molti altri, per rendere più agevoli i suoi esperimenti.
Ma la vera e propria rivoluzione si ha quando Galileo viene a sapere tramite una lettera di un amico che era stato inventato in Olanda un particolare oggetto: il cannocchiale.

L'amico gli descrive che questo strumento permetteva di vedere le cose più lontane come se fossero vicine.
Bisogna sottolineare però che già 200-300 anni prima dell'invenzione del cannocchiale, esistevano già gli occhiali, cioè 2 lenti poste sullo stesso piano, che permettevano di correggere alcuni difetti della vista.
Però nessuno aveva mai pensato di porre le lenti non una accanto all'altra, ma una sopra l'altra.
Quando qualcuno ci pensò, si arrivò alla costruzione del cannocchiale ma la fama di quest'ultimo non si deve tanto all'inventore, ma all'utilizzo che ne fa Galileo.
Lo scienziato decide allora di fabbricarne alcuni lui stesso: addirittura riuscì a perfezionarli.
Però, in un primo momento, era intenzionato a fabbricare questi strumenti solo per scopi commerciali.
Solo dopo un po' di tempo, decise di puntare il cannocchiale al cielo ( siamo nel 1609 ) e questo gesto porta a delle scoperte incredibili.
Galileo infatti osserva:

• le macchie solari;
• le fasi di venere;
• la luna: scopre che questo oggetto celeste in realtà non era, come descritto da Aristotele, perfetto e immutabile, anzi era pieno di crateri e di montagne come la Terra. Con questa scoperta cade la visione aristotelica che l'Universo sia costituito da un mondo sublunare, cioè dalla Terra che è soggetta a corruzione e generazione e un mondo perfetto, cioè quello dei pianeti e delle stelle fisse, costituiti dalla cosiddetta "quintessenza" o "etere", non soggette a nessun tipo di corruzione.
• i satelliti di Giove.

Proprio questi ultimi sono una delle prove principali che Galileo scopre a favore dell'eliocentrismo.
L'astronomo osserva 4 satelliti ( Io, Europa, Ganimede e Callisto ) orbitanti intorno al pianeta gigante, come un Sistema Solare in miniatura, e questi vengono denominati satelliti galileiani o medicei ( in onore dei signori di Firenze ).
Tutte le osservazioni compiute verranno poi riunite e pubblicate tramite il Sidereus Nuncius del 1610.
Keplero, in seguito, compirà le stesse osservazioni fatte da Galileo e le confermerà nella sua "Relazione sulle proprie osservazioni dei quattro satelliti di Giove".
Alcuni anni dopo, Galileo scrive un'importante opera, già citata, sotto il profilo letterario: Il Saggiatore, pubblicato nel 1623.
E' una sorta di risposta alla Libra astronomica ac philosophica di Orazio Grassi, nel quale viene discusso il problema delle comete.
Per una volta Galileo sbaglia le sue ipotesi sulla natura delle comete: infatti pensa che siano solo delle illusioni ottiche e che il loro moto sia sempre perpendicolare alla superficie terrestre, quando in realtà oggi sappiamo che esistono veramente: sono corpi rocciosi orbitanti attorno al Sistema Solare.
Pertanto, il Saggiatore non è un'opera molto importante dal punto di vista prettamente scientifico ma contiene alcune perle letterarie e filosofiche, come la già citata espressione sulla matematica come linguaggio dell'Universo oppure il paragone che lo scienziato instaura tra i filosofi e le aquile.

Infatti, per Galileo, i buoni filosofi e scienziati non sono come gli stormi di uccelli, quindi non c'è ne sono molti, ma sono ben pochi e solitari come le aquile.
Il passo originale da Il Saggiatore è questo:

"(Qualcuno) forse crede che de' buoni filosofi se ne trovino le squadre intere dentro ogni recinto di mura? Io credo che volino come l'aquile, e non come gli storni. E' ben vero che quelle, perché son rare, poco si veggono e meno si sentono, e questi, che volano a stormi, dovunque si posano, empiendo il ciel di strida e di rumori, metton sozzopra il mondo. Ma pur fussero i veri filosofi come l'aquile, e non più tosto come la fenice. Infinita è la turba de gli sciocchi, cioè di quelli che non sanno nulla; assai son quelli che sanno pochissimo di filosofia; pochi son quelli che ne sanno qualche piccola cosetta; pochissimi quelli che ne sanno qualche particella; un solo Dio è quello che la sa tutta."

Ma l'opera letteraria fondamentale di Galileo è il famoso Dialogo sopra i 2 massimi sistemi del mondo, Tolemaico e Copernicano, pubblicato nel 1632 con l'imprimatur del papa Urbano VIII, cioè Maffeo Barberini, che tra l'altro, era un amico e sostenitore dello scienziato pisano.

L'opera è dedicata allo stesso papa ed è stata elaborata per illustrare le principali tesi a favore dei 2 sistemi cosmologici più importanti, escludendo quello elaborato da Tycho Brahe che metteva la Terra al centro dell'Universo con il Sole che gli ruotava attorno ma con tutti gli altri pianeti che orbitavano attorno al Sole.

Tutta l'opera si svolge sotto forma di dialogo tra 3 personaggi: il Sagredo, il Salviati ( che rappresenta Galileo stesso ) e il Simplicio ( commentatore di Aristotele del VI secolo ).

Quando Urbano VIII lesse l'opera, credette che il personaggio sciocco e credulone del Simplicio si riferisse a lui stesso e notò una fortissima tendenza dell'opera verso le tesi copernicane: fu la goccia che fece traboccare il vaso!

Infatti, Galileo fu processato dal tribunale della Santa Inquisizione con accusa di eresia.

Oltre a questo, Galileo era anche accusato di aver avuto dei figli da una donna, Marina Gamba, senza essersi sposato con ella e di non frequentare regolarmente le messe cristiane.

Alla fine Galileo fu costretto il 22 giugno 1633, davanti al tribunale dell'Inquizione, ad abiurare ( quindi ad affermare che tutte le tesi da lui sostenute nel Dialogo sono solo false congetture ).

Da allora rimase quasi in una sorta di esilio nella sua villa ad Arcetri.

Comunque riuscì a far pubblicare nel 1638 a Leida, in Olanda, la sua ultima opera prettamente scientifica: Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti alla meccanica e ad i movimenti locali.

Quest'opera, prima della pubblicazione dei "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" di Newton, pone le fondamenta della fisica moderna ( intesa nel senso delle conoscenze in fisica dell'età di Galileo ).

Egli muore la notte dell'8 gennaio 1642 ad Arcetri.

Galileo ha lasciato una profonda eredità culturale non solo scientifica ma anche letteraria.

Italo Calvino ha definito Galileo come "il più grande scrittore della letteratura italiana di ogni secolo".

Inoltre, bisogna anche dire che la figura di quello che è considerato il più grande scienziato di tutti i tempi, Isaac Newton, "si poggia sulle spalle" di Galileo e anche di Keplero.

Infatti, le scoperte compiute da questi 2 fisici hanno permesso a Newton di elaborare la famosissima e importantissima Legge di Gravitazione Universale.

Oltre a questo, Newton ha compiuto studi importanti sull'ottica ( facendo passare dei raggi di luce solare attraverso un prisma trasparente ha scoperto lo spettro elettromagnetico ), sulla meccanica e sulla matematica ( è l'ideatore, insieme a Gottfried Wilhelm von Liebniz, del calcolo infinitesimale ).

Dunque, con le figure di Galileo e poi di Newton nasce la scienza moderna che ci ha condotto a scoperte incredibili sull'Universo e alla realizzazione delle tecnologie odierne, a quel tempo impensabili: lo stesso computer lo potremmo considerare quasi un "miracolo" se constatiamo che fino all'era di Galileo e Newton, la maggior parte dei principi basilari che oggi conosciamo di fisica, non erano stati nè scoperti nè descritti matematicamente.

Ci sono voluti secoli e secoli per sradicare la fisica aristotelica, per lo più errata, e sostituirla con una scienza basata sull'osservazione dei fenomeni, sulla creazione di ipotesi plausibili per spiegare il fenomeno, sulla matematica e sulla realizzazione del "cimento" o verifica sperimentale delle supposizioni.

Ci sono voluti secoli e secoli anche per riuscire a controbattere la Chiesa che riteneva eretici coloro che sostenevano qualcosa di contrario o non presente nelle Sacre Scritture: Galileo è la figura portante, il simbolo della difesa della scienza moderna.

Concludo citando 2 frasi riferite: una a Galileo e una al suo successore Newton ( nato tra l'altro nello stesso anno secondo il calendario Giuliano ):

Bertolt Brecht: "Eppur si Muove": citazione spesso attribuita a Galileo dopo l'abiura.

Alexander Pope: "La Natura e le sue leggi erano nascoste nella notte: Dio disse "Newton sia!" e tutto fu luce": epitaffio sulla tomba di Newton scritto dal più grande poeta inglese del XVIII secolo, cioè Alexander Pope.