- 1. Isaac Newton A cura di Stefano Ulliana
2. Panoramica
3. 2. Il calcolo delle flussioni. 4. 3. La gravitazione
universale. 5. 4. La dinamica. 6. 5. L'ottica. 7. 6. Il metodo e le
sue regole.Isaac Newton 8. 1. Vita e opere.
- Isaac Newton(1642 1727 d.C.) viene universalmente riconosciuto,
insieme a Copernico e Galilei, come il padre della fisica classica
moderna, lo scopritore delle leggi fondamentali della natura
(macrocosmo e microcosmo). Pienamente integrato all'interno
dell'orizzonte empirista inglese, Newton fece dell'esperienza e
dell'ipotesi scientifico-matematica il modello intellettuale
dominante nella costruzione di un nuovo mondo, il mondo moderno
(Locke, Kant). Il proprio orizzonte razionale di riferimento rimase
per fortemente influenzato e determinato dai propri interessi
teologico-scritturali e fisico-chimici (alchemici), dimostrando in
tal modo una formazione intellettuale di tipo filosofico generale.
Educato presso il Trinity College di Cambridge alle scienze
matematiche da Isaac Barrow, autodidatta nella formazione
filosofica attraverso lo studio dei testi di Cartesio e di Galilei,
diviene professore lucasiano. Si occupa di ottica ed inventa il
telescopio a riflessione.
9.
- Diventa membro della Royal Society. Informato delle opere
dell'astronomo olandese Christiaan Huygens si dedica allo studio
dei fenomeni legati alla gravitazione. Compone iPhilosophaie
Naturalis Principia Mathematica(1687). Diviene deputato al
Parlamento inglese (1689-1690), qui difendendo i principi della
libert religiosa e civile. Nel 1694 viene nominato ispettore della
Zecca di Londra. Nel 1699 diviene membro associato dell'Accademia
delle Scienze di Parigi.
Philosophiae NaturalisPrincipia Mathematica 10.
- Nel 1703 presidente della Royal Society. Viene nominato
baronetto ( Sir ) dalla regina Anna.
11. Oltre aiPrincipiaNewton compone altri testi di natura
scientifica:Ottica(1704),Arithmetica universalis(1707). 12. Esempi
dei suoi interessi teologico-scritturali (in senso antitrinitario)
e storici sono i testi:The Cronology of Ancient Kingdoms
Amended(1728),Observations upon the Prophecies of Daniel and the
Apocalypse of St. John(1733). 13. Altri testi relativi alle
ricerche ermetico-alchimistiche sono reperibili presso il
:www.newtonproject.sussex.ac.uk Opticks 14. 2. Il calcolo delle
flussioni.
- Newton cerc sempre di tenere insieme gli aspetti quantitativi
delle proprie ricerche naturalistiche con quelli qualitativi, di
natura filosofica e teologico-scritturale. L'influenza del
meccanicismo cartesiano intendere la realt come materia
corpuscolare in movimento venne quasi subito ripiegata verso forme
razionali complessive attente alla presenza ed alla funzione delle
virt spirituali nella Natura, nei corpi e nelle loro relazioni
dinamiche. In questo modo i corpi naturali grandi (gli astri) e
piccoli (la stessa luce) poterono essere visti come la composizione
e/o scomposizione di fattori materiali e potenze minori e minime
(cfr. Giordano Bruno) comunque inseriti in una logica di tipo
finalistico. In questo modo l'intero universo poteva essere
considerato come un organismo non pi come una macchina inerte messa
sin dal principio in movimento (come voleva Cartesio) infinito,
frapposto e stirato fra una causa ed un fine infiniti.
15.
- Forme di relazioni e di opposizioni dialettiche avrebbero
consentito la trasmissione a distanza delle azioni cos come
l'ermetismo e le procedure alchemiche suggerivano senza la necessit
della trasfusione per contatto materiale delle stesse (ipotesi
dell'etere minuscolo cartesiano). Di questa struttura qualitativa
formata dalla combinazione successiva dell'infinito (ricorda
l'influenza di Henry More), dal ricordo del prorompere della forza
e della reciproca esibizione delle forze, dalle relazioni
dialettiche conseguenti Newton volle mostrarne le valenze e le
possibili relazioni quantitative. Per fare questo svilupp un nuovo
strumento matematico (l'analisi matematica infinitesimale), capace
poi di essere combinato con una nuova scienza dei rapporti
sussistenti fra le forze che tenevano insieme le pi diverse parti
dell'universo intero (scienza dinamica moderna). Come Dio con la
sua infinita unit e semplicit consentiva la presenza e l'azione di
un universo uniforme e non diviso e/o separato cfr. cosmo
aristotelico cos questo nelle sue dimensioni spaziali e temporali
assolute perch riferite all'inizio ed al fine infinito poteva
essere scomposto e ricomposto nei propri elementi minimi e nelle
proprie relazioni minime (infinitesimi di movimento).
16.
- Questi infinitesimi in movimento (e del movimento) costituirono
la base per la definizione delle cosiddetteflussionie per lo studio
analitico e sintetico delle loro scombinazioni e ricomposizioni. In
questo modo Newton pose da subito la relazione che legava per
inversione la procedura cosiddetta delladerivazionee quella opposta
dell' integrazione(teorema fondamentale dell'analisi matematica) .
Newton riusc in questo modo a commisurare la variazione delle
grandezze fisiche di un corpopuntuale in movimento, come la
velocit, l'accelerazione e la sua variazione (implicante la
presenza di una forza esterna). Rifacendosi alla tradizione
pitagorica egli descrisse le traiettorie dei corpi puntuali come
una successione di movimenti infinitesimali, per i quali in ogni
istante la direzione di movimento era data dalla tangente calcolata
in relazione alla posizione del corpo stesso lungo la traiettoria
medesima (derivata), mentre le superfici venivano ricoperte dal
movimento integrato di liste infinitesimali di spazio
(integrale).
17. 3. La gravitazione universale.
- Newton amava raccontare nella sua vecchiaia l'episodio famoso
della caduta della mela, causa della sua riflessione sulla
possibilit che le forze che muovono i corpi nello spazio
sottintendano la presenza di una struttura dinamica universale: in
uno spazio unico, uniforme ed omogeneo non diviso e separato
com'era nella cosmologia aristotelica vigeva la presenza e
l'attivit di una forza universale, la gravitazione, che permetteva
il mantenimento delle orbite dei pianeti lungo le loro reciproche
traiettorie (ellittiche, paraboidali, iperboliche). In questo gioco
di movimenti reciproci le forze che sostenevano le traiettorie dei
corpi celesti venivano considerate come la combinazione e la
composizione di due tendenze (accelerazioni e forze) opposte: l'una
verso il centro del corpo (accelerazione e forza centripeta o
attrattiva), l'altra tangenziale alla traiettoria del corpo stesso
in movimento (accelerazione e forza centrifuga).
18.
- Newton calcol la differenza e la proporzione fra la forza
centrifuga e quella centripeta di attrazione di un corpo posto
sulla superficie della Terra, per dare ragione del fatto che i
corpi posti sulla superficie della Terra in moto rotatorio non
sfuggissero nello spazio, riuscendo in questo modo a giustificare
dinamicamente le asserzioni teoriche del copernicanesimo. Inoltre
consider alla stessa stregua un corpo che cade verso il centro
della Terra ed un satellite come la Luna che ci gira intorno, senza
cadervi, utilizzando la precedente composizione delle accelerazioni
e delle forze. Utilizzando poi un comune orizzonte di riferimento
assoluto decret la presenza di una relazione di reciprocit nelle
forze di attrazione fra i pianeti, misurandone e definendone alla
fine il valore quantitativo con una legge matematico-fisica di
gravitazione universale:
19.
- Secondo questa formulazione i corpi si attraggono
proporzionalmente al prodotto delle loro masse (o quantit di
materia) e in ragione inversa del quadrato delle loro reciproche
distanze. In questo modo Newton riesce a integrare le leggi di
Keplero sui movimenti planetari con le osservazioni galileiane sui
moti naturalmente accelerati (la caduta dei gravi).
20. In questo modo Newton riusciva a rendere conto della
presenza di una rete universale di tendenze attrattive, connettente
tutti i corpi celesti, che venivano cos perturbati nelle loro
orbite idealmente e perfettamente ellittiche da piccole
modificazioni e variazioni. Come reputava lo stesso Cartesio anche
Newton ritenne che la causa iniziale della serie globale dei
movimenti celesti risiedesse nell'atto creativo divino e
nell'impulso intelligente e di natura finalistica da esso
attribuito all'universo creato. 21. 4. La dinamica.
- La nuova dinamica newtoniana definisce il concetto di massa di
un corpo come quella quantit di materia che viene colta nel proprio
valore di capacit di movimento quantitativamente determinato. Il
peso di un corpo invece la forza di attrazione determinata dal
centro di gravit del pianeta e dunque relativa alla distanza dallo
stesso. Alla massa di un corpo connessa l'accelerazione (variazione
di velocit), mentre all'accelerazione connessa la presenza
implicita di una forza. Massa, accelerazione e forza possono essere
misurati in egual modo in ogni regione dell'universo visibile,
secondo il principio dell'omogeneit e della simultaneit. Newton
formula tre principi della sua nuova scienza dinamica: ilprincipio
d'inerzia , la relazione che legaaccelerazione e forza ,
ilprincipio di azione e reazione .
22.
- Primo principiodella dinamica classica. Ogni corpo persevera
nel suo stato di quiete o di moto rettilineo e uniforme fino a
quando non sia costretto a mutare tale stato da forze impresse
esternamente al corpo stesso.
23. Secondo principiodella dinamica classica. La forza
rilevabile ed applicabile ad un corpo viene riscontrata come
proporzionale alla accelerazione subita dallo stesso, secondo il
fattore medio della sua massa. 24. Terzo principiodella dinamica
classica. Ogni azione di un corpo su di un altro corpo riceve una
reazione del secondo sul primo eguale e contraria. 25. 5.
l'ottica.
- Mentre Cartesio aveva sollecitato la presenza di un corpo
finissimo intermedio per la propagazione immediata dei raggi
luminosi l'etere Huygens prefer considerare la luce come un
fenomeno ondulatorio, legato alla vibrazione di questo corpo
intermedio. La velocit di propagazione della luce venne invece
misurata nel 1675 dall'astronomo danese Olaf R mer, che le attribu
un valore di 300.000 Km/s.
26. Newton prefer adottare l'ipotesi corpuscolare, considerando
la natura della luce bianca solare come composta da corpicelli di
grandezza diversa, secondo il colore poi distinguibile grazie alla
scomposizione effettuata da un prisma. Lenti particolari possono
quindi prima scomporre e poi ricomporre la luce nei propri elementi
fondamentali, secondo un preciso ordine e graduazione spettrale
(rosso, arancione, giallo, verde, blu, violetto). 27. 6. Il metodo
e le sue regole.
- Il mondo naturale viene descritto dalle leggi newtoniane, che
vengono considerate come delle determinazioni assolute, delle
volont divine incarnatesi nel cosmo ordinato, in uno spazio
immobile ed omogeneo e lungo uno scorrimento temporale lineare ed
irreversibile. Esse vengono per scoperte grazie ad un lavoro di
ricostruzione che evita presupposti filosofici inutili o fuori da
ogni possibile verificazione sperimentale ( hypotheses non fingo ).
Questo lavoro viene regolato secondo procedure predeterminate:
28. 1. Bisogna ammettere solo quelle cause che sono necessarie
per spiegare i fenomeni, giacch la natura non fa niente invano e
farebbe cosa inutile se si servisse di un numero maggiore di cause
per fare ci che si pu fare con un numero minore di cause. 29.
- 2. Effetti dello stesso genere devono sempre essere attribuiti,
finch possibile, alla stessa causa.
30. 3. Le qualit che non sono suscettibili di aumento e di
diminuzione e che appartengono a tutti i corpi dei quali si pu fare
esperienza, devono essere considerate come appartenenti a tutti i
corpi in generale. 31. 4. Nella filosofia sperimentale, le
proposizioni raggiunte mediante induzioni dai fenomeni devono
essere considerate, nonostante le ipotesi contrarie, esattamente o
approssimativamente vere fino al momento in cui altri fenomeni le
confermino interamente o facciano vedere che sono soggette a
eccezioni. Un'ipotesi non pu infatti indebolire i ragionamenti
fondati su indicazioni suggerite dall'esperienza. 32.
- L'ordinamento metodologico newtoniano tale per cui il senso
della necessit elimina la pluralit possibile delle cause,
restringendole idealmente ad un'unica per ogni serie classificabile
di fenomeni. Secondo questo criterio di identificazione e di
spiegazione ogni determinazione che possa essere definita e
dispiegata secondo il criterio di una possibile generalizzazione
totale (o maggioritaria) su base induttiva deve essere approvata
assolutamente e non rigettata. Tutto ci che infatti e solo
apparentemente contrastasse con tale generalizzazione totale o
maggioritaria potrebbe essere considerato unicamente come una
particolare e ininfluente deviazione rispetto alla norma ed alla
normalit dell'esperienza vissuta, in relazione a quella data classe
di fenomeni. Non difficile chiedersi a questo proposito quanto
questo assolutismo metodologico su base induttiva sia stato
influenzato dalle precedenti riflessioni ideologiche e politiche di
derivazione hobbesiana. Cfr. Paul Feyerabend,Contro il Metodo
.
33. Observations upon the Prophecies Cronology of Ancient
Kingdoms 34.
- Qui a fianco il testo capitale della dinamica newtoniana.
35. possibile seguire un documentario di storia della scienza,
dedicato alla figura di Isaac Newton, e presentato da R.S.
Westfall:Philosophiae NaturalisPrincipia Mathematica R.S. Westfall
- Isaac Newton