Il metodo scientifico

Il metodo scientifico
Con gli occhi di
Così la
Scienza
va alla
ricerca
del massimo
grado di certezza
30
di Fulvio Zecchini
Galileo
Siamo nel 2007 e la
Scienza è ancora lontana dall’essere uno
dei pilastri fondamentali del sapere della
nostra società ipertecnologica, tuttora pervasa da superstizioni e credenze che si trascinano da
millenni. Molta strada rimane da percorrere verso la
scoperta delle verità della
natura, ma questo cammino
è divenuto comunque molto
più rapido grazie alla rivoluzione scientifica della fine
del XVII secolo.
Quella svolta epocale fu
resa possibile, in primo
luogo, dall’introduzione del
“metodo scientifico” (o
“metodo sperimentale”) come approccio sistematico
allo studio dei fenomeni
naturali.
Fu l’italiano Galileo Galilei
(Pisa, 1564-Arcetri, Firenze, 1642) lo scienziato che
più contribuì alla codifica di
tale metodo. Come vedremo
la sua ricerca di conoscenza
oggettiva e scientifica non
fu indolore: egli difese
tenacemente la Scienza
contro i dogmi, le superstizioni e le credenze del suo
tempo, e pagò questa sua
solitaria battaglia a duro
prezzo.
Oggi, circa 400 anni dopo,
che cosa è cambiato nella
società? Come apparirebbe
agli occhi di Galileo questo
nostro mondo contemporaneo? Ancora la Scienza ha
un ruolo marginale nella
vita di ogni giorno: quanta
Scienza troviamo nella
comunicazione generalista
di televisione e carta stampata, destinate a un ampio
pubblico? Poca, decisamente meno rispetto allo
spazio concesso, per esempio, ad astrologhi, cartomanti, maghi, indovini,
guaritori e pseudo-medici.
Come fare per difendersi
dalla falsa informazione
che alimenta superstizioni e
credenze del nostro tempo?
Semplice, utilizziamo il
Come giudicherebbe
la nostra società lo scienziato
che ha maggiormente
contribuito alla riformulazione
dei principi metodologici della
scienza moderna, alla rivoluzione
scientifica, definendo nuovi rapporti
tra filosofia e scienza,
tra filosofia e religione?
Galileo rappresentato in una stampa mentre si aggira
nel cortile della sua casa di Arcetri. L’immagine
grande è tratta dal sito www.galileoscientific.com
Summary
With Galileo’s eyes
He is the scientist who more than anybody else has contributed to
the formulation of methodological principles of modern science
and to the scientific revolution, by defining new relationships
between philosophy and science and philosophy and religion.
How would he judge our modern society?
Albeit we have come a long way since the introduction of the
scientific revolution at the end of the 16th century, science is
still far from being one of the pillars of our modern society.
The introduction of the scientific method was first proposed
by Galileo Galilei. He defended his ideas against every sort of
obstacles and paid a pricey bill. Nowadays, 400 years on,
what has changed in modern society in terms of attitude
towards science?
Galileo Galilei was born in Pisa in 1564 from a father of
noble origins. His first studies were in medicine, which he
quickly gave up in favour of mathematics and philosophy. In
1585 he moved to Florence without finishing his degree, to
study geometry and physics. He also cultivated a personal
passion for literature. In 1592, after a troublesome period, he
earned a lectureship at the University of Padua, where he lived
for the following 18 years. This is the most profitable period
of his life, where he published studies on various subjects. He
thus invents the first prototype of the telescope, which allows
him in 1609 to confirm Kepler’s hypothesis: the earth
revolves around the sun and not the other way round! He
also discovers the Milky Way, the mountains on the Moon,
Saturn’s rings, the Sun’s dark spots and four of Jupiter’s
satellites. These discoveries bring him for the first time to the
attention of the Inquisition. In the following years, until his
death in 1642, it is an endless story of threats, abjurations,
excommunications between a man who never gave up his
beliefs, and the Church, who could not accept any of the
findings published in those which are now considered
milestones of scientific literature.
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nostro intelletto, il buon
senso e le nostre conoscenze scientifiche; viviamo con
maggior senso critico, cercando di applicare i principi
del metodo scientifico per
identificare le soluzioni ai
problemi della società.
Il metodo scientifico è “lo
studio sistematico, controllato, empirico e critico di
ipotesi formulate sulle relazioni supposte tra vari fenomeni, usato dalle scienze
sperimentali. Si focalizza
sulla ricerca della conoscenza della verità in merito ai fenomeni percepiti”.
Sebbene ad essi sconosciuto, già gli antichi Egizi avevano cercato un approccio
di tipo scientifico nella chirurgia.
Miravano alla ripetibilità
delle pratiche operatorie
descrivendo minuziosamente anamnesi, diagnosi e
protocolli.
Per quanto concerne altri
settori dello scibile si rifacevano però al loro bagaglio di superstizioni, credenze e teorie la cui validità
non era assolutamente
dimostrata o dimostrabile.
I primi a studiare i fenomeni naturali con un approccio
scientifico sistematico furono i filosofi dell’antica Grecia, i quali ambivano ad un
sapere universale e immutabile, assoluto, fatto di sapere, ragione, verità e scienza.
Un contributo significativo
venne senz’altro da Aristotele (384-322 a.C.) il quale
categorizzò gli ambiti della
scienza e ricercò la verità
attraverso l’uso del sillogismo, forma fondamentale
di ragionamento deduttivo,
costituito da tre proposizioni connesse in modo tale
32
Il metodo scientifico
Con
gli
occhi
di Galileo
Scienza e conoscenza
che, poste le prime due
come premesse, la terza detta conclusione - ne è
conseguenza incontestabile. Per esempio: gli uomini
sono esseri pensanti, io
sono un uomo, dunque io
sono un essere pensante.
Già Leonardo da
Vinci (Vinci, Firenze,
1452 - Amboise, Francia, 1519), pittore,
scultore, architetto,
ingegnere, matematico, anatomista, inventore e scienziato, utilizzò il
pensiero ipotetico-deduttivo della filosofia aristotelica, contribuendo significativamente a porre le basi del
metodo scientifico che
verrà di lì a poco codificato
da Galileo Galilei, matematico, fisico, astronomo e
filosofo.
Nella sua opera Il Saggiatore del 1623 Galileo affermò
che i fenomeni naturali
obbediscono a leggi matematiche che possono essere
scoperte solo attraverso la
sperimentazione e la formulazione di teorie: il
modello teorico spiega
un’osservazione sperimentale e permette di fare previsioni sulle future osservazioni. Galileo assieme
all’astronomo e matematico
tedesco Johannes Kepler
(Giovanni Keplero; Weil
der Stadt, 1571 - Regensburg, 1630) e al chimico,
matematico, fisico e filosofo inglese Isaac Newton
( Wo o l s t h o r p e - b y - C o l sterworth, 1643 - Londra,
1727), è considerato il
padre della cosiddetta
“rivoluzione scientifica”,
durante la quale si è avuto il
passaggio dal sistema geocentrico a quello eliocentrico.
Con l’applicazione sistematica del metodo scientifico
(o ‘metodo sperimentale’)
allo studio dei fenomeni
questi scienziati dimostrarono che era il Sole ad essere al centro del sistema dei
pianeti e non la Terra, sconvolgendo le credenze e la
dottrina di quel tempo,
dando in effetti il via alla
Il
scienza moderna (vedi i
riquadri sulla vita di Galileo).
Essendo l’osservazione il
punto di partenza del metodo scientifico, va da sé che
la Scienza si occupa della
realtà sensibile, degli aspetti della natura che siano in
primo luogo visibili, registrabili dai sensi o da strumenti di varia natura e pertanto indefinitamente descrivibili.
metodo scientifico
prevede il seguente protocollo
di applicazione:
1. osservazione e descrizione del fenomeno;
2. formulazione di un’ipotesi che lo possa spiegare;
3. elencazione delle conseguenze che derivano da quest’ipotesi;
4. verifica sperimentale delle conseguenze;
5. conclusione, cioè valutare attraverso i risultati sperimentali se
l’ipotesi iniziale deve essere confermata o confutata.
Nella fotografia
la Specola di Padova.
A partire dal 1767 Castel Vecchio
a Padova in quanto dotato di
un’alta torre, fu trasformato in
specola astronomica
(specula in latino significa
osservatorio).
La Specola, oggi denominata
ufficialmente Osservatorio
Astronomico di Padova è
proprietà dell’Istituto Nazionale
di Astrofisica che qui conduce
parte delle sue ricerche.
Ma già Galileo osservava il cielo
con il suo cannocchiale dall’alta
torre del castello durante gli studi
di astronomia del suo periodo
padovano (1592-1610)
(foto di Fabio Aricò).
Elemento fondamentale del metodo scientifico è
quindi la sperimentazione, cioè la conduzione di esperimenti. Questi (dal latino
ex, da, e perire, tentare, passare attraverso) altro non
sono che prove empiriche
effettuate in maniera sistematica in condizioni controllate, atte ad accertare i
meccanismi di un fenomeno, al fine di convalidare o
confutare un’ipotesi, oppure
semplicemente con lo scopo
di approfondire la conoscenza di un certo fenomeno.
Durante la sperimentazione
deve essere osservata una
serie di regole logiche per
verificare con obiettività e
riproducibilità la realtà dei
fenomeni naturali.
Una valida sperimentazione
necessita quindi di un’assoluta riproducibilità degli
esperimenti, ovvero della
convergenza dei risultati
indipendentemente da chi li
esegua e da dove lo faccia.
Nelle “scienze esatte” (matematica, fisica, chimica e
altre) un solo esperimento,
condotto in maniera rigorosa, che porti a risultati che
contraddicono i dettami di
una data teoria è sufficiente
ad invalidarla, le leggi
hanno infatti un valore assoluto.
Vedremo a breve come esistano anche scienze “non
esatte” per le quali il metodo scientifico deve essere
applicato in maniera modificata.
La conoscenza empirica
ottenuta attraverso l’applicazione del metodo scientifico permette pertanto di
descrivere e spiegare i fenomeni in maniera oggettiva,
formulando valide generalizzazioni (leggi e teorie) e
previsioni sulla base di un
numero comunque limitato
di osservazioni.
Se i dati sperimentali dimostrano che le conseguenze
confermano le ipotesi, allora le osservazioni sono
oggettive e dalle ipotesi si
può formulare una nuova
legge e da un insieme di
leggi si può costruire una
teoria.
Altrimenti l’ipotesi iniziale
va confutata e vanno anche
rivalutate le leggi su cui
essa si basava.
Oggi il metodo sperimentale è stato
riveduto ed aggiornato, infatti la ricerca
in alcune discipline
non può essere condotta con le modalità originalmente formulate da
Galileo e dai suoi contemporanei.
È stato necessario quindi
definire leggi probabilistiche, non assolute, ampiamente usate nelle “scienze
non esatte” come la biologia e la medicina, dove in
molti casi le leggi non possono neppure essere espresse con una formula matematica.
Ciò è dovuto al fatto che
queste scienze si occupano
di sistemi che sono fra i più
complessi in assoluto, gli
“esseri viventi”, che presentano innumerevoli variabili,
le cui interrelazioni spesso
non sono descrivibili matematicamente.
Ciò comporta che gli esperimenti non possano essere
condotti in condizioni del
tutto controllate. In questi
casi la validità delle leggi
viene verificata fondamentalmente attraverso la ripetibilità, statisticamente significativa, dei risultati della sperimentazione.
Pertanto in biologia capita
di sentirsi dire che l’identificazione di un batterio ha
un’affidabilità del 95% o in
medicina che un’operazione chirurgica ha il 70% di
possibilità di riuscita. Inoltre, per le scienze che si
occupano di esseri umani e
animali, spesso la necessità
di sperimentazione entra in
contrasto con l’etica e la
morale.
A titolo esplicativo dell’approccio “galileiano” alla
ricerca riportiamo come
Heinrich Hermann Robert
Koch (Clausthal, 1843 Baden-Baden, 1910), medico e batteriologo tedesco,
premio Nobel per la medicina nel 1905, verificò la
“teoria infettiva” di alcune
malattie, cioè come determinati microrganismi invisibili, venuti in contatto
con un organismo ospite
I
(infezione) potessero causare una malattia.
Sebbene la microbiologia
sia una scienza non esatta,
tale curioso esempio chiarisce l’applicazione del
metodo scientifico.
A seguito del perfezionamento del microscopio
dovuto al commerciante
olandese Antony Thonius
Philips van Leeuwenhoek
(Amsterdam, 1632 - Delft,
1723) e agli studi di Louis
Pasteur (Dole, 1822 - Villeneuve-l’Etang, Seine-etOise, 1895), chimico e biologo francese, che osservò
per la prima volta l’esistenza di microrganismi patogeni, Koch verificò sperimentalmente la natura
infettiva e, quindi, trasmissibile di alcune malattie
che affliggevano la sua
società attraverso l’applicazione di criteri, già in precedenza formulati dal patologo ed anatomista tedesco
Friedrich Gustav Jakob
Henle (1809 - 1885), poi
passati alla storia come
“postulati di Koch”, che
riportiamo qui di seguito.
postulati di Koch
sulle malattie infettive:
1. il presunto agente responsabile della malattia in esame deve
essere presente in tutti i casi riscontrati di quella malattia;
2. deve essere possibile isolare il microrganismo dall’ospite malato e farlo crescere in coltura pura (per esempio in vitro);
3. ogni volta che una coltura pura del microrganismo viene inoculata (in opportuna dose) in un ospite sano (ma suscettibile alla
malattia), si riproduce la malattia;
4. il microrganismo deve poter essere isolato nuovamente dall’ospite infettato sperimentalmente.
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Nell’ambito del metodo scientifico i
postulati di Koch
rappresentano le conseguenze dell’ipotesi
che, poiché abbiamo
osservato la comparsa
più o meno contemporanea
di una malattia in un gruppo
di animali, questa possa
essere di tipo infettivo e trasmissibile. Infatti se queste
quattro condizioni vengono
verificate sperimentalmente
allora si può concludere che
una determinata malattia è
causata da uno specifico
agente, confermando l’ipotesi iniziale che il microrganismo isolato sia la causa della
malattia che è quindi di natura infettiva. Ovviamente esistono dei limiti sperimentali
in questo caso, in quanto,
quando si parla di patologie
infettive dell’uomo, la verifica sperimentale del terzo e
quarto postulato è evidentemente eticamente (e le-
Il
Il metodo scientifico
Con
gli
occhi
di Galileo
galmente) inapplicabile.
Volutamente qui non entriamo nella questione della
sperimentazione sugli animali, che essendo decisamente seria e complessa non
può essere liquidata in
poche righe.
Nel 1877 Koch poté, per la
prima volta dimostrare con
esperimenti sulle mucche
come il Bacillus anthracis
fosse il batterio responsabile
del carbonchio (o antrace),
grave malattia - oggi tristemente nota per il pericolo
del bioterrorismo - cui sono
suscettibili sia vari animali
erbivori sia l’uomo. Egli
isolò il batterio dalle lesioni
cutanee delle vacche, riuscì
a coltivarlo in vitro in coltura pura che iniettò in animali sani i quali dopo qualche
tempo (periodo d’incubazione) manifestarono la
malattia; dalle loro lesioni
poté nuovamente isolare il
batterio e così via. Tutto
metodo scientifico:
credere all’astrologia
e all’oroscopo?
Possiamo considerare l’oroscopo come un’ipotesi sul futuro a breve
e medio termine basata su “leggi dell’astrologia” che tengono in
considerazione la posizione degli astri, la presunta proprietà di ogni
singolo corpo celeste di influenzare particolari aspetti della nostra
vita (salute, lavoro, denaro, amore), l’influenza dell’ora e del giorno di nascita dell’individuo, e altro ancora. Notiamo anche che,
nella stragrande maggioranza dei casi, l’astrologia ci viene presentata come “scienza esatta”. Infatti - per esemplificare chi scrive
prende ad esempio l’oroscopo personale - non mi è mai capitato di
leggere che l’affidabilità del mio oroscopo fosse, poniamo, del
90%. Pertanto nella nostra trattazione tale la considereremo.
Io sono nato il 30 giugno quindi, per l’astrologia, appartengo al
segno del Cancro. Questo è uno degli oroscopi di oggi, 28 novem-
34
Scienza e conoscenza
Il termoscopio di Galileo
Il termoscopio: è un particolare
tipo di termometro che si può comprare in un qualsiasi neozio di gadget scientifici (vedi foto). È costituito da un cilindro di vetro contenente un liquido trasparente la cui
densità, essendo pari al rapporto
fra la massa e il volume, diminuisce sensibilmente al crescere della
temperatura dell’ambiente a causa
della dilatazione termica. Nel
liquido sono immerse delle ampolline di vetro anch’esse piene di vari
liquidi, diversamente colorati e di
densità media differente, cui sono
agganciate delle targhette su cui
viene indicata la temperatura con
una precisione di 1 °C.
Una volta giunto all’equilibrio termico con l’ambiente, il valore
della temperatura viene indicato
dalla più bassa fra le ampolline
rimaste a galla. Infatti se la temperatura è troppo bassa, il liquido
all’interno del cilindro risulta avere
una densità maggiore di quella di
qualsiasi ampollina, e quindi que-
molto bello, direte voi, ma a
che cosa servono questi
principi del metodo scientifico nella vita di tutti i giorni? Qui vi daremo un unico
ed esplicativo esempio, ma
voi ragazzi provate a trovarne altri: credere all’astrologia e all’oroscopo?
Ovviamente siamo costretti
a semplificare molto, sia in
termini di astrologia sia in
termini di rigorosità dell’ap-
ste rimarranno tutte a galla. Al
contrario, a temperatura troppo
alta, esse andranno tutte a fondo. A
temperature intermedie cadranno
sul fondo solo le ampolline con
densità superiore a quella del liquido: quella che si trova al livello più
basso fra quelle galleggianti avrà
una densità appena inferiore a
quella del liquido e quindi ne indicherà approssimativamente la temperatura.
Ovviamente le densità dei liquidi
delle ampolline sono tutte differenti e studiate apposta sulla scala di
temperature di funzionamento del
termometro, utilizzabile solo in
ambienti chiusi. Esse non cambiano densità con la temperatura perché il vetro di cui sono costituite si
dilata e si contrae in modo del tutto
trascurabile a temperature vicine a
quella ambiente. Essendo in pratica costante il volume delle ampolline, tale può essere considerata la
loro densità, visto che la massa
non cambia con la temperatura.
plicazione del metodo scientifico.
Cercheremo ovviamente di
non banalizzare, ma ciò che
qui ci interessa spiegare,
pur ragionando per assurdo,
è l’approccio mentale, che
potete usare per valutare in
maniera critica ogni tipo di
“dubbia verità” che vi viene
proposta dai media o dalle
persone che vi stanno intorno.
bre 2006, per il mio segno che ho trovato su un noto portale Internet:
“Ottima giornata! Urano vi stimola al cambiamento, a rivoluzionare i settori della vostra vita che non vi soddisfano completamente, per raggiungere nuovi, migliori, equilibri esistenziali. Novità nel
settore che vi sta più a cuore: finalmente, vero?”
Questo è l’oroscopo trovato su un altro sito:
“Se sai che cosa ti è più necessario, puoi cominciare a operare per
ottenerlo, il successo arriverà quando meno te l’aspetti. Invece se
sei incerto, è meglio analizzare la situazione nei particolari”.
E un altro ancora:
“La Luna in Pesci e Mercurio in buon aspetto mitigano in parte il
vostro malumore: anche se siete piuttosto polemici, riuscirete a trovare un accordo e a collaborare, superando bisticci e inimicizie. Un
po’ di autodisciplina è necessaria, se non volete trovarvi stanchi e
con un nulla di fatto”.
Sarà meglio fermarci solo a questi tre esempi. Valutiamoli con un
approccio scientifico e critico. Il nostro fine è quello di validare le
“leggi dell’astrologia”. La nostra ipotesi iniziale è che esse siano
valide e che applicandole si possa prevedere il futuro. Proviamo
allora ad utilizzare il metodo scientifico.
Il termoscopio
di Galileo.
Questo particolare
e decorativo tipo
di termometro
si può reperire
per poche decine
di euro in
qualsiasi negozio
di gadget
scientifici.
(foto di Paola
Ruta)
Osservazione. Oggi
è il 28 novembre 2006
e gli astri sono disposti
in un certo modo
rispetto alla costellazione del Cancro e ciò
può essere verificato
con strumenti di osservazione e previsto in precedenza
mediante calcoli e considerazioni fisiche e astronomiche (del tutto scientifiche),
ma non ci importa descrivere la disposizione nello specifico, ne prendiamo atto.
Vista l’esistenza delle “leggi
dell’astrologia”,
che
influenza avrà la disposizione degli astri sull’andamento della mia giornata? E su
quello di tutte le altre persone del Cancro?
Formulazione dell’ipotesi. Oggi, 28
novembre 2006, vista
la disposizione degli
astri, applicando le
“leggi dell’astrologia”
- cosa che lascio fare
ad altri, in quanto a me assai
poco note - per le persone
del Cancro tre astrologi
diversi hanno formulato le
tre ipotesi (previsioni) decisamente diverse sopra
riportate. E posso assicurarvi che anche altri oroscopi
che ho letto, ma che non ho
riportato, non coincidevano. Uhm, brutto segno!
Verifica delle conseguenze. Ci limitiamo alla prima ipotesi, fermandoci alla
prima affermazione:
“Ottima giornata! ...”.
Non sono un linguista,
ma questo vorrebbe dire
che, come conseguenza,
oggi dovrebbe andare tutto
bene per tutte le persone del
Cancro. Verifichiamola.
Sperimentazione.
Come fare gli esperimenti? Semplice, il 29
novembre 2006 intervistiamo tutte le persone del Cancro del
pianeta alle quali sottoponiamo un questionario
con un set di domande,
opportunamente formulate,
dalle cui risposte si possa
capire com’è andata la giornata precedente e vedere se
coincide con l’oroscopo/ipotesi, almeno in una
delle tre versioni...!
Quante interviste dobbiamo
fare? Facciamo dei rapidi
calcoli, secondo i dati del
Population Reference Bureau (PRB; www.prb.org) a
metà del 2006 la popolazione mondiale si attestava a
poco più di sei miliardi e
mezzo di persone. In prima
approssimazione possiamo
considerare che non ci
siano fattori che facciano
variare la distribuzione dei
segni e che, essendo assoluta la disposizione dei pianeti rispetto alla Terra, l’oroscopo valga a livello mondiale. Pertanto, essendo
dodici i segni zodiacali,
avremo che circa un dodicesimo della popolazione
del globo è del Cancro, cioè
poco più di 500 milioni di
persone! Qualcuno mi dà
una mano con interviste e
questionari? Ovviamente
usando i criteri della statistica potremmo estrarre un
sottocampione significativo
di soggetti del Cancro a cui
fare le interviste, ma si tratterebbe comunque di farne
a migliaia.
A questo punto entrano in
gioco il buon senso e la
riflessione. Già, forse non
serve fare alcuna intervista,
ma solo qualche considerazione e qualche ulteriore
calcolo. Ripensiamo alla
conseguenza della nostra
ipotesi: oggi 28 novembre
alle persone del Cancro
andrà tutto bene.
Lungi dal voler essere
macabri, ma da scienziati
non possiamo che prendere
atto che la morte è parte
naturale della nostra vita
nel 100% dei casi. Sempre
dai dati recenti del PRB,
annualmente il tasso di
mortalità globale è di nove
persone su mille. Quindi
nel 2006 circa 4,5 milioni
di persone del Cancro moriranno; considerando che
non c’è un giorno migliore
di un altro per morire,
diciamo che oggi, 28
novembre 2006, un giorno
qualsiasi, possiamo prevedere che più di 12.000 persone del Cancro moriranno.
Già, ottima giornata! A loro
andrà proprio tutto bene!
Forse qualcuno sano di
mente considera la morte
una degna conclusione di
un’ottima giornata? E ciò
senza contare genitori e
parenti alcuni dei quali
saranno del Cancro.
Conclusioni. In definitiva basandoci sulle
rilevazioni demografiche e facendo previsioni con le leggi della
statistica, possiamo
stabilire che per circa
12.000 dei 500 milioni di
individui del Cancro nel
mondo il 28 novembre
2006 non è stata affatto una
bella giornata. Visto che nel
metodo scientifico è sufficiente una sola evidenza
sperimentale che sia discordante con le leggi di una
scienza esatta per invalidarle, concludiamo che la
nostra ipotesi iniziale è
confutata e rigettata: le
“leggi dell’astrologia” non
sono valide.
Volete sapere cosa avrei
scritto nel mio questionario? L’ottimo 28 novembre
2006 previsto per il mio
35
Il metodo scientifico
Con
gli
occhi
di Galileo
segno per me è stato solo
una stressantissima giornata di superlavoro e, riferendomi sempre al primo oroscopo, l’avverarsi di ciò a
cui tenevo di più in quel
momento (e cui tengo di
più anche ora) non si è
avverato. È solo un’altra
piccola indicazione che le
“leggi astrologiche” tali
non sono...
La scientificità dell’astrologia non è quindi dimostrabile e credere all’oroscopo
è solo un atto di fede. Mal
riposta direi, visto che, a
rigor di logica, è difficile
immaginare come il destino
di 500 milioni di persone
possa essere accomunato
dalla disposizione degli
astri, seppure per ciò che
concerne gli aspetti molto
generali che ritroviamo
solitamente negli oroscopi.
Infatti in fisica per avere
influenza su un corpo bisogna applicargli una forza e
fornirgli energia e quella
che gli astri esercitano su di
noi non è altro che una trascurabile forza di attrazione
gravitazionale (vedi l’articolo sulle misure della
scienza del n. 2 di
“Green”), l’energia che ci
arriva dagli astri in quantità
significativa è fondamentalmente solo l’irradiazione
del Sole (vedi il dossier sull’energia del n. 1 di
“Green”), ma - a parte l’abbronzatura - non vedo come
questo possa influenzare in
alcun modo la sfera lavorativa o amorosa della nostra
vita. Pertanto personalmente conserverei gli atti di
fede per aspetti ben più
importanti della nostra vita.
Se volete, provate anche voi
a leggere uno o più oroscopi diversi di un determinato
giorno e procedete in maniera simile a quanto fatto
sopra.
Vi assicuro che tale riflessione può essere molto
divertente, magari fatta in
classe raggruppandovi per
segni zodiacali, e vi aiuta a
sviluppare un atteggiamento critico nei confronti della
realtà che ci circonda o di
ciò che ci spacciano per
verità: cercate anche voi di
guardare il nostro mondo
con gli occhi di Galileo.
Fulvio Zecchini
Una citazione
Il linguaggio del libro della natura
«[...] forse stima che la filosofia sia un libro e una fantasia d’un uomo,
come l’Iliade e l’Orlando furioso, libri ne’ quali la meno importante
cosa è che quello che vi è scritto sia vero.
Signor Sarsi, la cosa non istà così. La filosofia 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».
[da Il Saggiatore, 1623]
36
Scienza e conoscenza
Prima
vocazione
arte
e letteratura
Galileo
giovane
abbandona l’università
Nasce il 15 febbraio 1564 a
Pisa da una nobile, ma ormai
decadente, famiglia fiorentina.
Suo padre, Vincenzo, è un noto
musicista e teorico della musica e una volta trasferitosi a
Firenze (1574) spinge Galileo
a studi di tipo prevalentemente
artistico e letterario. In seguito
però lo stesso Vincenzo, nel
tentativo di migliorare le condizioni economiche della
famiglia, lo incoraggia ad
intraprendere studi che gli permettano poi di esercitare una
professione più remunerativa;
pertanto nel 1580 Galileo si
iscrive al corso di medicina
all’Università di Pisa, abbandonandolo presto. L’anno
seguente infatti sempre presso
l’ateneo pisano, Galileo intraprende lo studio della matematica sotto la guida di un allievo
di Niccolò Tartaglia (pseudo-
nimo di Niccolò Fontana; Brescia, 1499 ca. - Venezia, 1577),
uno dei più illustri matematici
del Cinquecento. Si interessa
nel contempo anche dei grandi
filosofi greci, Platone ed Aristotele. Negli stessi anni fa la
sua prima scoperta sul moto
del pendolo osservando le
oscillazioni di un lampadario
nel Duomo di Pisa.
Nel 1585 abbandona l’Università di Pisa senza terminare i
corsi e torna a Firenze, dove
continua gli studi di geometria
e fisica, si interessa in particolar modo alle teorie di fisica
meccanica di Archimede di
Siracusa (287 a.C. ca. - 212
a.C.), matematico, astronomo,
filosofo, fisico e ingegnere
della Magna Grecia. Compie
quindi ricerche di fisica meccanica sull’equilibrio e sul
baricentro dei solidi, esposte
Intorno ad un mappamondo
l’incontro del poeta John
Milton con Galileo confinato
nella villa Il Gioiello ad
Arcetri, dove lo scienziato
trascorse gli ultimi anni della
propria esistenza dopo la
condanna del 1633.
nell’opera in latino Theoremata circa centrum gravitatis
solidorum (1585). L’anno successivo inventa la “bilancia
idrostatica”, descritta nel
breve trattato La bilancetta
(1586), utilizzata per misurare
la densità dei corpi sfruttando
il noto principio di Archimede.
Nel frattempo coltiva anche la
passione per la letteratura che
durerà per tutta la sua vita e
pubblica gli scritti letterari
Due lezioni all’Accademia fiorentina circa la figura, sito e
grandezza dell’Inferno dantesco, le Postille all’Ariosto, le
Considerazioni al Tasso.
Grazie all’intervento di
Guido Dal Monte, astronomo
e matematico, ottiene nel
1589 la cattedra di matematica all’Università di Pisa. A
seguito delle sue ricerche sul
moto, nasce in lui un atteggiamento critico nei confronti dell’approccio aristotelico
alla scienza, di ciò scrive nel
trattato in latino De motu
(1590).
L’élite culturale
che lo circonda
e i rapporti
epistolari
Galileo
nella maturità,
da anni spensierati ai sospetti...
Si ritrova in quel periodo anche
a doversi occupare della madre,
di due sorelle e di un fratello a
seguito della morte del padre.
Oltre al dolore, la famiglia è
preda di una seria crisi economica. Per poterla fronteggiare
Galileo si adopera per ottenere
la cattedra di matematica all’Università di Padova (1592),
occupazione che gli garantisce
maggior agiatezza. I diciotto
anni seguenti passati in questa
città saranno i più spensierati e
gioiosi della sua lunga vita, sebbene le difficoltà economiche
continuino e lo costringano a
impartire anche lezioni private.
A Padova viene in contatto con
l’élite culturale locale e comincia a intrattenere relazioni epistolari con i maggiori scienziati
europei. Tra questi il già citato
Johannes Kepler (italianizzato
in Giovanni Keplero) che ela-
borò le leggi del movimento dei
pianeti dette appunto “leggi di
Keplero”, le quali confermano
la validità del cosiddetto “sistema copernicano”. Tale sistema
era stato ipotizzato per la prima
volta dall’astronomo polacco
Nikolaj Kopernik (italianizzato
in Niccolò Copernico; Toruń,
1473 - Frombork, 1543). Nella
teoria eliocentrica infatti sono i
pianeti a girare attorno al Sole,
e non viceversa come nel sistema tolemaico, geocentrico,
descritto per la prima volta dall’astronomo greco noto come
Tolomeo (85 ca. - 165 ca.), allora verità assoluta accettata dalla
dottrina cristiana in quanto confermava la centralità dell’uomo e della Terra nell’universo.
La grande tranquillità del
periodo padovano permette a
Galileo di coltivare svariati
interessi di cui discute in opere
Galileo fa una dimostrazione
del suo cannocchiale davanti
al Doge di Venezia.
È probabile che l’interesse
della Repubblica Serenissima
fosse diretto all’avvistamento
tempestivo delle navi nemiche
più che a...vedere stelle!
quali il Trattato di fortificazione, la Breve istruzione dell’architettura militare e Le Mecaniche, il Trattato della sfera
ovvero cosmografia, e Le operazioni del compasso geometrico e militare. Anche la vita
personale è serena e dalla convivenza con la veneziana Marina Gamba nascono tre figli,
due femmine e un maschio.
Appassionatosi sempre più
all’astronomia, da un’invenzione realizzata in precedenza
da alcuni olandesi deriva un
cannocchiale per osservazioni
astronomiche, ottenendo un
rudimentale telescopio.
Le osservazioni fatte col cannocchiale aumentano la sua
convinzione che le ipotesi di
Copernico fossero valide; nel
1609 osserva diversi “fenomeni celesti” tra cui la natura
montuosa della Luna, nuove
stelle invisibili a occhio nudo
facenti parte della nostra galassia (la Via Lattea), i quattro
maggiori satelliti di Giove che
osservò ruotare attorno al pianeta.
37
Con
gli
occhi
di Galileo
Scienza e conoscenza
Ad Arcetri con John Milton
(1608-1674): il letterato e
poeta inglese, tra il 1638 e il
1639 venne in Italia: proprio
al 1638 risalirebbe il suo
incontro con Galileo che oggi
si tende tuttavia a considerare
leggendario.
Galileo
scienziato:
grandi scoperte,
prime accuse
Le scoperte effettuate col cannocchiale vengono pubblicate
nel 1610 nel Sidereus Nuncius,
opera in latino dedicata al granduca di Toscana, Cosimo II de’
Medici. La pubblicazione, che
sostiene la validità del sistema
copernicano, gli vale un primo
processo da parte dell’Inquisizione, durante il quale viene
però assolto con la raccomandazione a non sostenere più tali
teorie. Decisamente diversa la
reazione di Cosimo II alle grandiose scoperte di Galileo: il
granduca infatti lo nomina primario matematico e filosofo
granducale, senza obbligo di
insegnamento.
Ciò gli garantisce finalmente
una più dignitosa condizione
economica e gli permette di
dedicarsi completamente alla
38
ricerca. Nel 1610 scopre gli
anelli di Saturno, le macchie
solari e le fasi di Venere. Ora
Galileo sente la necessità di
allontanarsi
dall’ambiente
accademico di Padova e Venezia, di stampo conservatore, e
per dedicarsi liberamente alle
sue ricerche torna a Firenze.
Nel 1611, a seguito del consenso alle sue scoperte tributatogli
dai maggiori astronomi e matematici del tempo, osteggiate
solo dagli scienziati più tradizionalisti e dai teologi, si reca a
Roma per esporre le sue teorie
alla Chiesa.
All’inizio ottiene l’approvazione dai gesuiti, ma nel contempo
alcuni membri delle istituzioni
ecclesiastiche cominciano a
nutrire il sospetto che le teorie
di Galileo, contrarie alla dottri-
In aperto
contrasto
con un teologo
gesuita
na della Chiesa, lo connotino
davvero come un eretico.
Forte dei suoi convincimenti
Galileo continua la polemica
nei confronti della “scienza
ufficiale”. Nel 1612 pubblica il
Discorso intorno alle cose che
stanno in su l’acqua o che in
quella si muovono. Nello stesso
anno i teologi domenicani
dichiarano apertamente che le
ipotesi di Copernico sono da
considerarsi eretiche; lo stesso
Copernico si salvò in precedenza dall’Inquisizione, in quanto
in realtà non confermò mai
queste ipotesi che tali rimasero.
La conferma arriva da Galileo,
che nel 1613 entra quindi in
aperto contrasto con un teologo
gesuita in tre lettere indirizzate
a Marco Welser, edite col titolo
L’istoria e dimostrazione intorno alle macchie solari e loro
accidenti. A questo punto Galileo è decisamente intenzionato
a realizzare un vero e proprio
trattato sulla validità del sistema
copernicano, attraverso la pub-
Nel gennaio 1633 Galileo
fu convocato a Roma dal
Tribunale
dell'Inquisizione.
Il processo ebbe termine il
22 giugno 1633 con la
condanna al carcere a vita
di Galileo, che fu costretto
ad abiurare.
blicazione dei risultati dei suoi
esperimenti, ma prima ritiene
opportuno chiarire il confine tra
scienza e fede, in quanto pensava che la Chiesa erroneamente
si faceva depositaria anche
delle verità terrene.
Nelle quattro famose Lettere
copernicane indirizzate al frate
benedettino e matematico
Benedetto Castelli, a monsignor Dini (due), e alla granduchessa Cristina di Lorena,
rivendica quindi l’indipendenza
della scienza dalla religione e il
diritto alla libera ricerca scientifica. A seguito della pubblicazione di questi scritti in difesa
del sistema copernicano, seppur
protetto da amici influenti, il 24
febbraio del 1616, il cardinal
Bellarmino lo ammonisce ufficialmente con un decreto d’ingiunzione ad astenersi, pena il
carcere, dal professare e dall’insegnare la teoria copernicana.
Nello stesso anno Galileo pubblica il Discorso sul flusso e
riflusso del mare.
Galileo
Il metodo scientifico
Innanzitutto
chiarire
il confine tra
scienza e fede
Dopo la condanna da parte
del Tribunale del
Sant'Uffizio, Galileo poté
ritornare al "Gioiello" il
primo dicembre 1633. Qui
Galileo terminò i suoi giorni
l'8 gennaio 1642, assistito da
Viviani, dal Torricelli e dal
figlio Vincenzo.
negli ultimi anni.
Non si arrende all’ingiunzione
ma arriva la condanna
Nonostante rimanga molto colpito dall’ingiunzione, Galileo
resta sulle sue posizioni basate
sui risultati delle sue ricerche e
le conferma ne Il Saggiatore
(edito dall’Accademia dei Lincei; 1623) dedicato al neoletto
papa Urbano VIII, un suo
amico di vecchia data, in cui
replica al trattato Libra astronomica ac philosophica, un
testo del 1618 scritto in occasione della comparsa di tre
comete dal gesuita Orazio
Grassi.
Ne Il Saggiatore Galileo espone i principi del metodo scientifico e sperimentale (saggiare
è un sinonimo poco usato di
sperimentare) e il trattato - di
stampo decisamente polemico
- ottiene un grande successo.
Nella speranza che, a seguito
della sua crescente fama e
approvazione presso gli scienziati del tempo, la Chiesa possa
finalmente mostrare una maggior apertura, nel 1624 comincia la stesura del Dialogo
sopra i due massimi sistemi del
mondo. Tale lavoro dura diversi anni, infatti si rendono necessarie varie modifiche concordate con la Chiesa per ottenere il permesso alla stampa,
ma finalmente nel 1632 esce
quello che molti considerano
uno dei capolavori della letteratura scientifica di tutti i
tempi.
Le teorie rivoluzionarie a supporto del sistema copernicano
che pervadono l’opera gli valgono la denuncia da parte di un
frate domenicano: l’Inquisizione sequestra il libro e ordina a
Galileo di recarsi immediatamente presso il Sant’Uffizio a
Roma, dove viene processato e
condannato per aver disobbedito all’ingiunzione del 1616.
Dopo cinque mesi di udienze
nel 1633, il processo a Galileo
si conclude con una sentenza
di condanna: la pubblicazione
del Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo viene
interdetta, Galileo viene obbligato all’abiura - cioè alla rinuncia pubblica e solenne alle
idee copernicane - e viene condannato al carcere a vita.
Onde evitare peggiori conseguenze, Galileo accetta di malgrado l’abiura e a seguito di
ciò, grazie anche al suo prestigio internazionale e agli amici
influenti, la pena viene alleviata: Galileo non viene incarcerato, ma confinato ad una sorta
di arresti domiciliari, prima a
Il diritto
alla libera
ricerca
scientifica
Siena presso l’arcivescovo
Ascanio Piccolomini, e poi
nella sua villa di Arcetri, vicino
a Firenze.
Qui ormai anziano, debilitato e
cieco continua il suo lavoro di
studio e ricerca in contatto con
diversi scienziati europei. Pur
essendo un sorvegliato speciale dell’Inquisizione riesce a
pubblicare il trattato capolavoro in cui getta le basi della fisica
meccanica
moderna,
Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove
scienze attinenti alla meccanica ed i movimenti locali
(1638).
Nel 1640 con l’aiuto dell’allievo Vincenzo Viviani scrive il
suo ultimo lavoro Lettera sul
candore della Luna.
Durante il suo esilio ad Arcetri,
l’8 gennaio del 1642, Galileo
muore cosciente e sereno. Solo
nel 1736 i suoi resti saranno
deposti nella basilica di Santa
Croce a Firenze dove si trovano ancor oggi.
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