La scienza prima di Galileo Galilei
Immaginate:
• un astronomo che non ha mai guardato le stelle
• un chirurgo che usa i coltelli solo a tavola per
mangiare
• un chimico che non mischia gli elementi
Perché non guardavano le cose?
Tutto è già stato capito e spiegato
dalla Bibbia e dagli Antichi
Quindi il vero scienziato non è quello che guarda e
cerca di capire la natura, ma quello che sa quello
che c’è scritto sui libri.
Le persone che lavorano con le mani, quelli che
sanno fare le cose erano ritenuti poco importanti
(divisione tra artigiani e scienziati)
Un esempio: il chirurgo del 1400
Secondo un famoso manuale di chirurgia del 1320,
scritto da Mondino dei Liuzzi:
• Guardare dentro il corpo umano è inutile, se proprio
volete fare a pezzi qualche cosa aprite un pollo od
una pecora
• Nel corpo ci sono parti visibili, come il sangue e le
ossa e parti invisibili, gli‘umori’ che scappano via
appena si apre il corpo (… ma se sono invisibili come
faceva a saperlo?)
Alcune idee della scienza del 1500
La terra è al centro dell’universo, i pianeti sono
fissi su delle sfere di cristallo e le girano attorno
I pianeti sono fatti di una materia diversa dalla
terra, chiamata ‘etere’, sono perfetti ed
incorruttibili
Alcune idee della scienza del 1500
In natura tutto è fisso, le specie sono sempre le
stesse
Tutti i materiali sono fatti da un miscuglio di
acqua, aria, fuoco e terra
Il mare è pieno di mostri
Si fanno strada nuove idee
Nel 1500-1600 alcuni grandi personaggi cominciano a proporre cose diverse
da quelle accettate da tutti. Per esempio:
Andrea Vesalio (1550) propone che il chirurgo operi sul corpo umano al
posto di “stare su di un pulpito come una cornacchia” e scrive un nuovo
manuale di chirurgia con 600 disegni copiati dal vero.
Leonardo da Vinci costruisce macchine e studia il corpo umano (rubando i
cadaveri di notte, perché era vietato..)
Copernico, Keplero e Brahe propongono che la Terra non sia più al centro
dell’universo, ma che i pianeti ruotino intorno al Sole, in orbite ellittiche,
senza stare su delle sfere (le comete le romperebbero!)
Il sistema di Copernico
Il centro della Terra non è il centro dell’universo
Tutti i pianeti girano intorno al Sole
I movimenti della Terra intorno al Sole generano le stagioni
Galileo Galilei: la vita
Nasce a Pisa nel 1564. Il papà gli vuole far
fare il medico, per guadagnare bene, ma lui
si rifiuta e studia matematica e fisica.
È senza soldi e non sa come guadagnarsi da
vivere. Da lezioni private agli studenti e
tiene un corso sulla ‘forma dell’Inferno’.
Accetta un lavoro all’università di Padova ma lo pagano poco.
Per guadagnare di più costruisce “macchine utili”, tipo una
pompa per sollevare l’acqua. Studia le leggi del pendolo
Studia il moto dei corpi e scrive che
Aristotele ha torto, non è vero che
tutto sia fatto da 4 elementi
Il pendolo di Galileo
Legge le teorie di Copernico e Keplero e si dichiara a favore
di questo modello: la Terra non e’ al centro dell’universo
Nel 1609 compra dall’Olanda un cannocchiale, lo perfeziona e
lo presenta al governo veneziano come una sua invenzione.
Per questo gli raddoppiano lo stipendio
Appena ha il cannocchiale passa un
anno a guardare le stelle e la luna,
Giove ed i sui satelliti
Cominciamo dunque a parlare della faccia lunare che e'
rivolta al nostro sguardo, dalle ripetute ispezioni di esse
siamo giunti alla convinzione che la superficie della Luna
non e' affatto liscia, uniforme e di sfericita' esattissima,
come di essa Luna e degli altri corpi celesti una numerosa
schiera di filosofi ha ritenuto, ma, al contrario, diseguale,
scabra, ripiena di cavita' e di sporgenze, non altrimenti che
la faccia stessa della Terra, la quale si differenzia qua per
catene di monti, la' per profondita' di valli."
Disegni di Galileo sulla luna
Diventa famoso e viene chiamato a Firenze, dove lo pagano
ancora di più. Per ingraziarsi il granduca regalò al figlio la
sua lente più preziosa, che però venne rotta subito. La volta
dopo gli regalò una calamita di ferro…
Le sue idee ricevono molte
lodi e molte critiche. Gli
viene detto che quello che
si vede nel cannocchiale è
dovuto a delle cose
nascoste nel cannocchiale
medesimo
Va a Roma parecchie volte a cercare
di convincere il papa che le teorie
copernicane sono giuste, ma
senza successo
Per spiegare i due modelli di universo,
copernicano e tolemaico, pubblica un
libro intitolato ‘ Dialogo sopra i due
massimi sistemi’ in cui immagina un
dialogo fra un sostenitore di Tolomeo,
Semplicio e uno di Copernico,
Salviati
Galileo mostra il cannocchiale
La copertina del libro
A causa di questo libro viene processato
a Roma come eretico, il processo
inizia il 12 Aprile 1633 e si conclude
con la condanna il 22 giugno: per non
essere ucciso Galileo deve abiurare e
passare il resto della sua vita appartato
Galileo davanti al tribunale
Si ritira in campagna e muore circa dieci
anni dopo ad Arcetri
La disputa con la chiesa
Tutta la visione cristiana era basata sul fatto che l’uomo fosse al
centro del creato, del sacrificio di Gesù che aveva salvato tutto
l’universo salvando gli uomini e sulla purezza e trasparenza del
cielo dove stava Dio.
La nuova teoria toglieva la Terra dal centro dell’universo, diceva
che i pianeti non stavano su sfere trasparenti e che non erano
perfetti.
La chiesa non potendo accettare questa nuova teoria faceva
condannare e a volte uccidere i nuovi scienziati. (Galileo non fu
mai torturato o scomunicato)
Eppur si muove
La frase fu inventata da un giornalista italiano, Giuseppe Baretti,
che stava scrivendo un articolo per il pubblico inglese nel 1757.
È sicuramente vero che Galileo rimase della sua idea, tuttavia è
anche vero che Galileo fu sempre molto credente e non mise mai
in dubbio la creazione dell’universo da parte di Dio.
Lui pensava che la Bibbia fosse scritta per farsi capire da tutti, e
che quindi non dovesse essere interpretata alla lettera
Problema: il sole si è fermato?
Nella bibbia c’è scritto che Giosue,
per avere più tempo per la battaglia,
disse “Fermati o Sole”.
Quindi se Galileo dice che il Sole
sta al centro dell’universo ed è
sempre fermo sta dando torto alla
bibbia
In realtà, rispose Galileo, la bibbia dice ‘Fermati o Sole’
perchè in apparenza il sole si muove: se Giosuè avesse detto
“Fermati o Terra” nessuno avrebbe capito….
Problema: perchè le cose cadono dritte?
Una delle critiche più importanti al movimento della Terra era
questa: “se la terra si muove, le cose non possono cadere dritte”
Riserratevi con qualche amico nella maggiore stanza che
sia sotto coverta di alcun gran navilio, sospendasi anco in
alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia
versando dell'acqua in un altro vaso di angusta bocca, che
sia posto a basso: e stando ferma la nave, osservate le stille
cadenti entreranno tutte nel vaso sottoposto…poi fate
muover la nave con quanta si voglia velocità le gocciole
cadranno come prima nel vaso inferiore, senza caderne pur
una verso poppa, benché, mentre la gocciola è per aria, la
nave scorra molti palmi
Gli strumenti della rivoluzione scientifica
Fino al 1500 gli strumenti sono molto simili a quelli di 300 anni
prima: leve, corde, livella, filo a piombo…
Nel 1600 si costruiscono strumenti nuovi, che permettono di
“guardare” meglio le cose: cannocchiale, microscopio, il
termometro, il barometro
Il cannocchiale
Per guardare il cielo e misurare il moto dei pianeti ci vogliono
strumenti adatti.
Fino al 1500, nessuno sapeva fare delle buoni lenti. Poi intorno
alla fine del 1500 gli olandesi cominciano a fare occhiali e lenti
varie, fino a costruire il primo telescopio. Purtroppo erano molto
scadenti fino al 1800… perchè la luce di diversi colori viene
deviata diversamente da una lente (aberrazione cromatica)
Immagine
di vari colori
(oppure
luce bianca)
L’immagine si forma in
posti diversi per I vari
colori, è sfuocata
Il cannocchiale di Galileo = 30 Euro
Nel 1609 Galileo costruiva il primo cannocchiale per uso scientifico.
Oggi è facile prepararne una copia. Le due lenti si trovano da un ottico al prezzo di circa €
10,00 l'una. L'obiettivo è una lente per occhiali da +1D (cioè positiva, di potenza pari ad 1
diottria). Diametro 5 cm. L'oculare è una lente per occhiali da -8D (cioè negativa, di potenza
pari a 8 diottrie). Diametro 4 cm.
Il tubo è di cartone e si può trovare in cartoleria. Il tubo che contiene l'oculare ha un diametro
minore e può scorrere all'interno del primo per consentire la messa a fuoco.
Distanza approssimativa fra le due lenti: 1 metro.
Ingrandimento: otto volte. Immagine appare diritta.
Un errore: la spiegazione delle maree
Probabilmente l’errore più grande della sua carriera l’ha fatto
nella spiegazione delle maree: pensava che le maree nascessero
dalla combinazione del moto intorno al sole e al proprio asse
Invece le maree dipendono da….???
Luna!
La natura è scritta in linguaggio
matematico
Il più grande contributo di Galileo alla scienza è la
realizzazione che per capire la natura bisogna imparare a
leggere il linguaggio con cui è scritta” la matematica.
“La filosofia (natura) è scritta in questo grandissimo libro che continuamente
ci sta aperto innanzi agli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere
se prima non s'impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali è
scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi,
ed altre figure geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne
umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro
laberinto.”
Il metodo scientifico
Il metodo scientifico si basa sull’osservazione della natura e sul
tentativo di ipotizzare delle regole generali (teoria) che possono
essere confutate con un esperimento. Quindi il metodo è
l’incontro tra l’osservazione e l’astrazione che fa nascere la
teoria.
Una teoria è considerata “giusta” finchè un esperimento non la
prova “sbagliata”.
Il metodo di lavoro di Galileo si basa su questo binomio di
pratica e teoria.
La rivoluzione scientifica
La rivoluzione scientifica avviene molto lentamente e le nuove
idee ci mettono molti anni ad arrivare a tutti.
Moltissimi non sapevano leggere o scrivere ed erano indifferenti
al problema
Non c’è stato un telegiornale che ha detto “Da oggi la Terra si
muove, tenetevi a qualche cosa….”
Tenetevi
forte!!
Tuttavia, nel corso di molti anni, le nuove idee si sono imposte
Le nuove idee: l’universo macchina
Le nuove idee sull’universo includono le idee di Galileo e
descrivono la natura come un grande orologio, con regole precise
che possono essere studiate e scritte in formule matematiche.
Alla fine della rivoluzione scientifica il sapere matematico e
fisico sono basati su fatti misurabili e confutabili.