La scienza moderna è nata nello spazio di circa un secolo e mezzo, tra la metà del ‘500 e la fine del ‘600. In quel lasso di tempo un gruppo di studiosi e filosofi è infatti riuscito a rivoluzionare le credenze che si erano imposte nei duemila anni precedenti e ad aprire la strada ad una scienza nuova. Una scienza libera, laica, capace di indagare il mondo senza costrizioni e rispondendo solamente ad una metodologia chiara e replicabile.

Insomma, a porre le basi del progresso che stiamo vivendo ancora oggi. Ma quali furono gli artefici principali di quei cambiamenti? I nomi, ovviamente, sarebbero molti. Ci sono dei precursori, come Leonardo da Vinci. Ci sono degli scienziati spesso dimenticati, che meriterebbero di essere rivalutati, come Tycho Brahe. Ci sono poi quelli che, pur importanti, non hanno trovato spazio nella nostra cinquina, come Giovanni Keplero, Robert Hooke, Edmond Halley, Robert Boyle, Christiaan Huygens, William Gilbert, Cartesio e molti altri. Vediamo però i cinque che abbiamo scelto.

 

Niccolò Copernico

Il padre riluttante della Rivoluzione scientifica

Niccolò Copernico, l'astronomo che è considerato l'iniziatore della Rivoluzione scientificaQuando, negli anni ’50 del Novecento, vari storici della scienza cominciarono a parlare di Rivoluzione scientifica, la racchiusero all’interno di due date ben precise. La prima era il 1543, la seconda il 1687. Erano le date di pubblicazione dei due libri più importanti di quella fase storica, che avevano rispettivamente aperto e chiuso la rivoluzione. Il primo era Le rivoluzioni dei corpi celesti di Niccolò Copernico, il secondo I principi matematici di filosofia naturale di Isaac Newton.

Copernico può quindi essere considerato, a ragione, il padre di quell’insieme di novità e scoperte che va sotto il nome di Rivoluzione scientifica. E fu un padre, a ben guardare, estremamente riluttante, quasi non avesse voluto fino all’ultimo riconoscere il proprio figlio. Nato in Polonia nel 1473, studiò a lungo in Italia, tra Bologna, Ferrara e Padova, laureandosi in diritto canonico.

Un dilettante che ha creato l’astronomia moderna

Per tutta la vita lavorò come amministratore per conto della Chiesa, dedicandosi agli studi astronomici solo per diletto e nel tempo libero. Mentre era in Italia, infatti, aveva probabilmente letto alcuni testi antichi in cui si faceva menzione di una teoria, abbastanza diffusa nel mondo greco ma ben differente da quella in voga alla sua epoca. La teoria, cioè, eliocentrica, che sosteneva che al centro dell’Universo non ci fosse la Terra ma il Sole.

Tramite le sue osservazioni e i suoi calcoli Copernico si rese conto che quella teoria avrebbe risolto molte delle contraddizioni in cui incappavano continuamente gli astronomi del suo tempo. Ma c’erano due problemi. Da un lato gli aristotelici, tenaci difensori della dottrina geocentrica. Dall’altro la Chiesa, che riteneva di aver trovato nella Bibbia l’indicazione della centralità della Terra. Per questo accettò di pubblicare i suoi studi solo in punto di morte, ottenendo comunque un riscontro immediato e clamoroso in tutta Europa.

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Giordano Bruno

Un Universo aperto e infinito

Il filosofo Giordano BrunoParadossalmente, la Rivoluzione scientifica non ebbe per protagonisti solo gli scienziati. Certo, loro ebbero un ruolo fondamentale: senza le scoperte di Galileo, Keplero, Newton e di tutti gli altri non sarebbe stato possibile nemmeno parlare di Rivoluzione. Però le loro scoperte non avrebbero, probabilmente, avuto vita facile se accanto a loro non si fossero posti alcuni filosofi, capaci da un lato di dare un retroterra teorico e dall’altro di promulgare presso il pubblico degli acculturati quelle scoperte.

Da un certo punto di vista, si può infatti dire che le scoperte di Newton non si sarebbero mai imposte con la forza che hanno oggi a livello popolare se personaggi come Locke o Voltaire non si fossero posti al loro servizio. E, se anche Newton e Galileo furono a loro modo filosofi, i pensatori di professione non possono essere lasciati fuori da questo elenco. Ne abbiamo scelti due, tra loro abbastanza diversi: l’italiano Giordano Bruno e l’inglese Francesco Bacone.

I problemi con il cattolicesimo

Bruno nacque a Nola nel 1548. Entrò in convento, diventando frate domenicano, molto giovane, ma ben presto le sue letture e le sue convinzioni filosofiche lo portarono a distanziarsi dai dogmi della religione cattolica. Trovava, infatti, piuttosto superficiali dal punto di vista filosofico le spiegazioni della Bibbia e incomprensibile il dogma della Trinità. In quel periodo si avvicinò, da buon naturalista rinascimentale, al Neoplatonismo, secondo il quale Dio era Uno e Infinito.

Proprio l’idea dell’Infinito l’avrebbe da lì in poi tormentato. Dopo aver letto gli scritti di Copernico, si convinse – in base a ragionamenti non scientifici ma puramente filosofici – che l’Universo fosse infinito. Riteneva probabile, infatti, che le stelle che vediamo lontane fossero altri soli attorno ai quali giravano altri pianeti, e che quindi la Terra non fosse per nulla speciale rispetto al creato. Questo cozzava clamorosamente con le convinzioni della Chiesa, ma apriva la strada alla fisica moderna, avventurandosi su un terreno che lo stesso Copernico non aveva neanche sospettato.

La dottrina dell’astronomo polacco, infatti, poneva sì il Sole al centro del sistema, ma rimaneva sostanzialmente aristotelica per tutto il resto. Il suo Universo era ancora chiuso e unico, molto piccolo rispetto a come si sarebbe poi rivelato. L’Universo di Bruno, invece, era aperto, plurale, grandissimo e da esplorare. Era, insomma, l’Universo dei moderni. Anche (ma non solo) per questo motivo, Bruno fu processato per eresia e arso vivo a Campo de’ Fiori, a Roma, nel 1600.

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Francesco Bacone

Un nuovo metodo per la scienza, induttivo

Francesco Bacone, martire della scienzaL’altro grande filosofo della Rivoluzione scientifica fu senza dubbio Francesco Bacone. Nato a Londra nel 1561, si laureò in legge e giurisprudenza e fu protagonista di un’importante carriera politica sotto i regni di Elisabetta I e Giacomo I, tanto da diventare anche Lord Guardasigilli e Lord Cancelliere. Nel 1621, però, subì una condanna per peculato e, nonostante una veloce scarcerazione, dovette abbandonare gli incarichi e ritirarsi a vita privata.

Questa fu una sfortuna per lui ma una fortuna per noi, perché fu proprio in quegli anni che Bacone si dedicò agli studi, scrivendo le sue opere più importanti. Qui ne citeremo solo due: il Novum Organum, in cui espose il suo metodo, e La nuova Atlantide, in cui delineò un’utopia sulla società del futuro.


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Nonostante oggi si ricordi Galileo Galilei come il padre del metodo scientifico, il primo a elaborare un metodo vero e proprio fu Bacone. Un metodo per certi versi ancora ingenuo e incompleto, ma che rappresentò il primo vero passo verso una scienza moderna, formalizzata e riproducibile. Bacone fu infatti un filosofo induttivista. Era convinto che solo tramite l’osservazione si potesse arrivare a conoscere i segreti della natura.

Pars destruens e Pars costruens

Il suo metodo prevedeva infatti due fasi. La prima, chiamata pars destruens, aveva il compito di demolire le credenze e le abitudini che frenavano l’uomo nella scoperta. La seconda, la pars costruens, utilizzava tre tavole per osservare i fenomeni: la tabula presentiae, la tabula absentiae in proximitate e la tabula graduum. In questo modo lo scienziato poteva comprendere quali elementi non erano correlati ai fenomeni, quali ne aumentavano o diminuivano l’intensità e quali erano le vere cause scatenanti.

Certo, mancava ancora l’apparato matematico e la formalizzazione tramite un sistema quantitativo, che sarebbe stato il punto di svolta di Galileo. Ma l’esperimento c’era già tutto. E solo questo esperimento poteva, per Bacone, garantire un futuro prospero agli uomini. Come ebbe a scrivere, «il dominio dell’uomo consiste solo nella conoscenza: l’uomo tanto può quanto sa; nessuna forza può spezzare la catena delle cause naturali; la natura infatti non si vince se non ubbidendole».

 

Galileo Galilei

Il metodo scientifico e i problemi con la Chiesa

Galileo GalileiArriviamo ai due pezzi da novanta della nostra cinquina, i due scienziati che posero veramente le basi di un nuovo sistema: Galileo Galilei e Isaac Newton. Il primo nacque nel 1564 a Pisa da una famiglia che oggi definiremmo della piccola borghesia. Compì i suoi studi interessandosi fin da giovanissimo alla fisica e alla matematica, contraddicendo il volere paterno che lo sperava medico. D’altronde, ottenne subito importanti scoperte sia per quanto riguarda il pendolo che nei suoi studi di idraulica.

Nel 1589 iniziò ad insegnare proprio a Pisa, e appena tre anni dopo ottenne una cattedra a Padova, dove si trasferì per 18 anni. La relativa tolleranza garantita dalla Repubblica di Venezia gli permise di approfondire i suoi studi, sempre più influenzati dagli scritti di Copernico. La città veneta era però, per tradizione, vicina all’aristotelismo, e questo non mancò di generare qualche problema, soprattutto quando il fisico toscano mise a punto il suo cannocchiale e si mise ad osservare le stelle.

Le osservazioni astronomiche

Il frutto più importante di quegli studi fu il Sidereus Nuncius, trattato in cui mostrò le sue scoperte astronomiche, che tendevano a minare ulteriormente il già fragile sistema aristotelico-tolemaico. Grazie al successo di quest’opera, dedicata sapientemente a Cosimo II di Toscana, poté ritornare in patria, a Firenze. Si recò anche a Roma a mostrare gli sviluppi delle sue osservazioni ai matematici vaticani, ricevendone vari plausi. Ma i vertici della Chiesa, attraverso i suoi cardinali, stavano cominciando a muoversi, preoccupati delle scoperte galileiane.

Le osservazioni astronomiche che il pisano stava compiendo, infatti, finivano per confermare non solo il sistema copernicano, ma anche per negare l’immutabilità dell’Universo. E quindi per abbattere la distinzione aristotelica – fatta però propria dal cattolicesimo – tra Terra e cielo. Già nel 1616 arrivò la prima ammonizione del cardinal Bellarmino, che proibì a Galileo di professare ancora il copernicanesimo.

Dal Saggiatore al Dialogo

Si dedicò, quindi, per qualche anno alle questioni di metodo, scrivendo ad esempio Il Saggiatore. Qui parlò dell’Universo come di un libro che ci sta davanti agli occhi e che deve essere letto conoscendone il linguaggio, cioè la matematica. Qui fece anche intuire il suo metodo, fondato sulle «sensate esperienze» e le «necessarie dimostrazioni», cioè su una parte osservativa e una parte deduttiva.

Nel 1632, però, pubblicò il libro più importante della sua vita, il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo. Importante perché subito, appena uscito, destò l’attenzione dell’Inquisizione, che riuscì a processarlo. Davanti al rischio dell’accusa di eresia e del rogo, Galileo abiurò risolutamente le sue dottrine, “cavandosela” col confino in una villa di campagna. In quel luogo isolato passò gli ultimi anni della sua vita, scrivendo però anche i Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, testo che pose le basi della nuova dinamica.

 

Isaac Newton

Sulle spalle dei giganti

Isaac Newton in un celebre ritrattoCome detto, se Copernico aprì con il suo libro l’epoca dei grandi cambiamenti nell’astronomia e nella fisica, Newton in un certo senso la chiuse. Il suo Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (o, più semplicemente, Principia) mise la parola fine all’opera di questi fisici, stabilendo leggi che sarebbero rimaste immutate per più di due secoli.

Nato nel 1642 nel Lincolnshire, Newton ebbe un’infanzia difficile ma, grazie all’eredità del patrigno, poté garantirsi un buon livello di studi. Già prima dei trent’anni manifestò un buon talento sia per la fisica che per la matematica, divenendo professore lucasiano di matematica a Cambridge. Da qui diede inizio a una serie di studi i cui risultati vennero pubblicati non senza una certa ritrosia, soprattutto dietro alle insistenze di colleghi e amici.


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Moltissimi sono i contributi che Newton diede alla Rivoluzione scientifica. Il più noto è quello della Legge di gravità, presentata nei Principia e utile a spiegare in maniera quasi definitiva il moto dei pianeti. Più grazie all’influenza degli studi di Keplero che non alla proverbiale mela caduta sulla testa – leggenda messa in giro da Voltaire –, lo scienziato inglese riuscì ad elaborare una legge talmente semplice ed efficace da stupire i contemporanei.

La meccanica classica

A lui si deve, però, anche la sistemazione delle leggi del moto, che in parte erano già state anticipate da Galileo ma non formalizzate. La meccanica classica, cioè la parte della dinamica che si interessa di tali principi, porta ancora oggi il nome di meccanica newtoniana perché fu lui a delinearla compiutamente. Inoltre non si possono dimenticare i suoi studi di ottica, in cui arrivò a comprendere che la luce bianca era data dalla somma degli altri colori e formulò per primo una teoria corpuscolare.

Infine, in campo matematico sviluppò il calcolo infinitesimale. A lungo si è dibattuto se questa scoperta fosse da attribuire all’inglese o al collega tedesco Gottfried Leibniz, che giunse nello stesso periodo a conclusioni molto simili. Oggi si ritiene che entrambi i matematici siano arrivati parallelamente alla scoperta, anche se Newton ne ottenne, in vita, i maggiori meriti.

Nonostante un finale di vita segnato da crisi nervose che forse sfociarono addirittura nella pazzia, Newton fu uno dei più grandi scienziati della storia dell’umanità. Il suo modo di fare scienza e la sua commistione di esperimento e deduzione matematica hanno cristallizzato la metodo scientifico per secoli, e ancora oggi molte delle leggi fisiche che studiamo a scuola derivano dai suoi studi. Ma, come recita la sua frase forse più famosa: «Se ho visto più lontano, è perché stavo sulle spalle di giganti».

 

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