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LA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA
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LA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA
La rivoluzione scientifica
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■ Tra la metà del Cinquecento e la metà Seicento
■ In Europa.
■ Sono abbandonate importanti teorie scientifiche ritenute
valide per decine di secoli e avviene un radicale
mutamento nella concezione e nel metodo della scienza.
■ Ciò porterà a
– un profondo ripensamento
■ del ruolo dell’uomo nel cosmo,
■ degli ambiti rispettivi della scienza, della filosofia
e della religione,
– uno sviluppo rapido e solido di nuove teorie
scientifiche,
– una supremazia della civiltà europea sulle altre civiltà
mondiali.
Come studiare la rivoluzione scientifica?
1. Specificare i settori e le teorie della scienza che subiscono i principali mutamenti.
2. Individuare i principali attori della rivoluzione scientifica.
3. Determinare le caratteristiche del nuovo modello di scienza e confrontarle con quelle del modello precedente.
4. Individuare sia i fattori che hanno che hanno favorito tale rivoluzione in Europa in quel momento, sia le forze che si sono opposte a tale cambiamento.
5. Riflettere sulle conseguenze della rivoluzione scientifica
■ Nuova concezione dell’uomo, della natura, della scienza, delle relazioni tra scienza e filosofia e tra scienza e religione
■ Mutamenti provocati in ambito sociale ed economico.
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La nascita della nuova scienza
Come ogni prodotto dell’attività umana, anche la
scienza moderna nasce in un contesto storicamente
determinato:
Scienza e SocietàStati nazionali e civiltà urbano-borghese
Scienza e TecnicaAlleanza tecnici-scienziati e invenzioni
Scienza e RinascimentoLibertà di ricerca, ritorno all’antico e
naturalismo
Scienza e ScienziatiFattore genio
I protagonisti
Copernico BraheBrahe
Bruno Newton
Keplero
Galilei
Gli avversari
La tradizione culturale
rappresentata soprattutto
dagli aristotelici, in quanto
custodi:
della visione cosmologica
aristotelico-tolemaica
della concezione finalistica
ed essenzialistica della realtà,
propria della metafisica greca
e cristiana
La teologia cristiana
rappresentata dalla gerarchia
ecclesiastica, in quanto
custode:
della validità della parola
divina espressa nella Bibbia
della visione cosmologica e
del pensiero di Aristotele, su cui
Tommaso aveva fondato
l’intera filosofia cristiana
La testimonianza dei sensi, l’autorità di Aristotele, i teoremi della
metafisica e la parola divina della Bibbia, avevano finito per
attestare la validità assoluta del sistema aristotelico-tolemaico
PRINCIPIO DI AUTORITÀ
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1543
Niccolò Copernico
De revolutionibus
orbium coelestium
1687
Isaac Newton
Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica
La rivoluzione scientifica
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Vecchio paradigma
scientifico
Nuovo paradigma
scientificoRivoluzione
scientifica
Thomas Kuhn nel suo libro La struttura delle rivoluzioni scientifiche
definisce come paradigma scientifico tutto quell’insieme di
• premesse (culturali, metafisiche, ecc.)
• cornici concettuali,
• demarcazioni delle aree di ricerca legittima,
• teorie di base,
• metodi di ricerca accettati,
• valori sui quali basarsi,
condiviso normalmente dai membri di una data comunità scientifica.
Rivoluzione astronomica e rivoluzione scientifica
■ Rivoluzione in Astronomia
Radicale mutamento nella concezione del cosmo:
– Dal sistema geocentrico al sistema eliocentrico.
– Dal sistema aristotelico-tolemaico al sistema copernicano
■ Rivoluzione nelle altre branche della scienza e soprattutto della Fisica.
– Dall’astronomia la rivoluzione si sposta nel campo della fisica e in particolare della meccanica.
– Non cambiano solo le teorie scientifiche ma il concetto stesso (il paradigma) di scienza e di natura.
– Dalla scienza aristotelica alla scienza galileiana
– La rivoluzione astronomica ha dato l’avvio alla rivoluzione scientifica 9
LA RIVOLUZIONE ASTRONOMICA
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La vecchia astronomia■ Il sistema astronomico accettato per più di 1500 anni e messo in crisi
dalla rivoluzione astronomica viene chiamato sistema geocentrico o
sistema aristotelico o sistema aristotelico-tolemaico.
■ In realtà non si tratta di un’unica concezione ma di un condensato di
idee che provengono da:
a. l’osservazione del movimento degli astri,
b. le concezioni metafisiche di Platone (427-348 a.C.),
c. la ipotesi matematiche di Eudosso (408-355 a.C.),
d. la cosmologia e la fisica di Aristotele (384-322 a.C.),
e. la sintesi astronomica matematica di Tolomeo (100-175 d.C.),
f. l’autorità della Bibbia.
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Aristotele e Tolomeo(384-322 a.C.) (90-168 d.C.)
Una pietra gettata nello stagno, un bicchiere
d’acqua che cade, un fuoco e la sua fiamma
Distinzione tra moto naturale e moto violento
Distinzione tra mondo terrestre e mondo celeste
Mondo terrestre = moto rettilineo (mutevole)
Mondo celeste = moto circolare (immutabile) Aristotele
Tolomeo
Maggior astronomo dell’antichità, autore dell’
Almagesto
Diede una spiegazione matematica a tutti i
fenomeni celesti in accordo con il cosmo
teorizzato da Aristotele (a sfere concentriche),
attraverso il ricorso ad artifici come gli epicicli
Le basi comuni della vecchia astronomia
■ La sfera è la forma perfetta dei corpi celesti.
■ L’universo è sferico e finito.
■ L’universo è composto da varie sfere concentriche.
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■ Il movimento circolare uniforme
è il movimento perfetto.
■ Tutti i corpi celesti si muovono in
modo circolare uniforme attorno
alla Terra.
■ La Terra è posta al centro, o
vicino al centro, dell’universo.
■ I corpi celesti sono perfetti,
eterni, incorruttibili.
Il Sistema aristotelico-tolemaico
Terra
Luna
Mercurio
Venere
Sole
Marte
GioveSaturno
Stelle
Tale sistema
condensava secoli
di osservazioni in
una struttura molto
complessa, frutto di
una lunga
evoluzione
La fisica aristotelica■ La fisica è la scienza dell’essere in divenire, in
movimento.
■ Esistono quattro tipi di movimento/divenire:
– Sostanziale
– Le cose nascono e muoiono
– Quantitativo
– Le cose crescono o diminuiscono
– Qualitativo
– Le cose cambiano colore, sapore, ecc.
– Locale
– Le cose si spostano da un luogo all’altro
■ Il movimento locale può essere naturale o
innaturale (violento).
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La fisica aristotelica■ Spiegare un fenomeno significa spiegarne le cause (scire per
causas).
■ Esistono quattro tipi di causa:
– materiale
– Di cosa è fatto?
– formale
– Qual è la sua essenza?
– efficiente
– Cosa lo provoca/lo mette in moto?
– finale
– A che serve? Qual è il suo scopo?
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1. Di che è fatta?
2. Qual è la sua essenza?
3. Cosa la provoca?
4. A che serve?
Pioggia
La cosmologia aristotelica■ Il cosmo è formato da sfere
concentriche.
■ La sfera più esterna è quella
delle stelle fisse.
■ La sfera più interna è quella
della Terra.
■ La Terra è immobile al centro
dell’universo.
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■ Fra la sfera delle stelle fisse e quella della Terra ci sono
le sfere dei pianeti.
■ Tutti i corpi celesti si muovono, insieme alle loro sfere,
con moto circolare uniforme attorno alla Terra.
■ Al di là della sfera delle stelle fisse non c’è nulla: il
cosmo è finito e chiuso.
La cosmologia aristotelica
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▪ Il cosmo secondo Aristotele è diviso in due parte nettamente distinte:▪ sfere celesti▪ sfera terrestre o sublunare
▪ Le leggi fisiche che valgono per i corpi celesti non sono le stesse che valgono per i corpi terrestri.
▪ I corpi terrestri sono fatti dalla composizione di quattro elementi fondamentali:▪ Terra▪ Acqua▪ Aria▪ Fuoco
▪ I corpi celesti sono fatti da un quinto elemento incorruttibile:▪ Etere (quintessenza)
La cosmologia aristotelica
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La cosmologia aristotelicaCorpi celesti
■ Movimento sostanziale
■ Movimento quantitativo
■ Movimento qualitativo
■ Movimento locale
– violento
– naturale
■ I corpi celesti sono eterni,
perfetti, incorruttibili.
■ Si muovono in eterno in modo
circolare uniforme
Corpi terrestri
■ Movimento sostanziale
■ Movimento quantitativo
■ Movimento qualitativo
■ Movimento locale
– violento
– naturale
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Naturali
Linea retta
• da alto a basso
• da basso a alto
Violenti
Linee qualsiasi.
Universodegli antichi e medievali
GEOGENTRICOal centro era la Terra, attorno a cui si pensava ruotassero le sfere contenenti i pianeti
UNICOla teoria dei luoghi naturali, allocando ogni materia in un determinato luogo, ammetteva un unico mondo possibile
CHIUSOimmaginato come una sfera limitata dal cielo delle stelle fisse, oltre il quale non c’era nulla, neppure il vuoto
FINITOnon solo perché chiuso, ma anche perché l’infinito era considerato come impossibile
CONCENTRICOfatto di sfere concentriche, ritenute reali: sfera delle stelle fisse, di Saturno, Giove, Marte, Sole, Venere, Mercurio e Luna
DIFFERENZIATOqualitativamente differenziato in
quanto diviso in mondo
sopralunare e in mondo sublunare (fisica distinta)
NECESSITÀ DEL MOTO CIRCOLARE UNIFORME
Problemi della vecchia astronomia■ Le sfere celesti devono essere interpretate solo come enti
ideali, astratti o come enti concreti, materiali?
– Eudosso e Tolomeo sono più propensi verso la prima
ipotesi.
– Aristotele le considera come sfere cristalline, concrete
fatte di un materiale particolare: l’etere.
– La concezione di Aristotele è la più diffusa.
■ L’ipotesi di una sfera celeste che si muove con moto uniforme
per ogni corpo celeste non si accorda con l’osservazione,
poiché l’esperienza ci dice che
– I pianeti non si muovono con moto uniforme ma
accelerano, decelerano, addirittura invertono il loro
cammino.
– I pianeti non mostrano sempre la stessa luminosità.
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Moto retrogrado dei pianeti
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Osservando Marte per alcune
settimane si nota che
rispetto alle stelle fisse si
muove da Ovest a Est, ma
“talvolta” cambia direzione, si
muove da Est a Ovest, prima
di riprendere il suo
movimento normale.
La soluzione di Eudosso di Cnido
■ A Eudosso di Cnido (408 – 355 a.C.), platonico, si deve la
teoria delle sfere omocentriche, ripresa più tardi da
Aristotele.
■ Il cosmo è fatto di sfere concentriche.
■ Ma le sfere della Luna e del Sole sono costituite da 3 sfere
ognuna; e quelle degli altri cinque pianeti da 4 sfere
ognuna; solo quella delle stelle fisse è unica.
■ Questo sistema «a più sfere» riusciva, parzialmente a
spiegare il moto retrogrado dei pianeti.
– Pur mantenendo il principio platonico della perfezione
del cerchio e della sfera e del moto circolare uniforme.
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La cosmologia aristotelica
■ Aristotele (384-322 a.C.) accetta in pieno la teoria di
Eudosso, ma attribuisce una realtà fisica alle sfere
cristalline.
■ Aristotele è costretto a combinare i gruppi separati di
sfere in un unico complicatissimo sistema meccanico di
sfere concentriche legate le une alle altre. Per riuscire a
dare spiegazione ai complicati moti dei pianeti, il suo
sistema arriva a prevedere un totale di 55 sfere diverse!
■ Con Aristotele il modello delle sfere cristalline
concentriche da semplice modello matematico diviene
parte di una descrizione “fisica” del mondo.
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Le precisazioni geometriche di Tolomeo
■ È con Claudio Tolomeo (100-175 d.C.) che
l’astronomia antica raggiunge la sua
massima precisione e rimane identica per
circa 1500 anni.
■ L’ipotesi delle sfere cristalline non riusciva
a spiegare:
– la periodica variazione di luminosità
dei pianeti,
– i moti “a cappi” dei pianeti in cielo.
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■ La teoria geometrica di Tolomeo esposta nel suo Almagesto ruota attorno ai concetti di:
• Epiciclo
• Deferente
• Equante
Gli epicicli e i deferenti di Tolomeo
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• Il cerchio blu rappresenta il
deferente del pianeta attorno alla
Terra.
• Il pianeta non ruota direttamente
sul deferente,
• ma sull’epiciclo rappresentato in
rosso.
• I moti più complessi sono
spiegati introducendo un moto di
un epiciclo su un epiciclo.
Gli epicicli e i deferenti di Tolomeo
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• Il cerchio bianco è il deferente,
che trasporta con sé il cerchio
rosso (l’epiciclo) attorno alla
Terra.
• Il pianeta Marte (il piccolo punto
rosso sul cerchietto rosso) quindi
rotola nel cielo combinando I due
diversi movimenti circolari
uniformi.
• Il percorso risultante sembra
invertire sullo sfondo delle stelle
fisse.
Niccolò Copernico (1473 – 1543)
De revolutionibus
orbium coelestium
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1543
Niccolò Copernico(1473-1543)
Nacque a Torun in Polonia. Studiò a
Cracovia. Si specializzò a Bologna,
dove fu allievo dell’astronomo Novara
Tornato in Polonia, si dedicò agli studi
astronomici, finalizzati alla riforma del
calendario giuliano, da cui trasse il suo
“De revolutionibus orbium coelestium”
In quest’opera presentò la sua teoria eliocentrica, che
scardinò il geocentrismo, poiché solo ammettendo il moto
terrestre si poteva dare una spiegazione più semplice ai
fenomeni celesti
Per sua stessa ammissione riprese l’eliocentrismo dei
pitagorici e di Aristarco di Samo, argomentandolo più
rigorosamente
Niccolò Copernico (1473 – 1543)
De revolutionibus
orbium coelestium
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1543
Avendo meditato a lungo su questa incertezza della tradizione matematica nel determinare i moti del mondo delle sfere, cominciò a turbarmi il fatto che i filosofi non potessero fissarsi su nessuna teoria sicura del moto del meccanismo di un universo “ …creato da Dio che è .. “ordine supremo, sebbene facessero osservazioni così accurate …sui minimi dettagli di quell’universo . Per questo mi sono assunto il compito di cercare se qualcuno avesse mai pensato che le sfere potessero muoversi secondo moti diversi da quelli che propongono gli insegnanti di matematica nelle scuole”. Citati filosofi greci (Aristarco, Iceta, Filolao, Eraclito), che avevano ipotizzato il moto e la rotazione della Terra, prosegue:
“…pensai che anche a me sarebbe stato concesso di ricercare se, assunto per ipotesi un certo moto della terra, fosse possibile trovare dimostrazioni della rivoluzione delle sfere celesti più sicure delle loro”.
Adattato da Kuhn, La rivoluzione Copernicana (Einaudi)
Il sistema copernicano
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La Terra gira
1. su se stessa in un giorno (rotazione)
2. attorno al Sole in un anno (rivoluzione)
Il Sole è immobile al
centro del cosmo
• La Luna gira attorno alla Terra.
• Tutti gli altri corpi celesti girano
attorno al Sole
Il sistema copernicano
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• Il De Revolutionibus era in se stessa
un’opera strettamente tecnica e
professionale.
• Era l’astronomia planetaria, non la
cosmologia o la filosofia, che
Copernico trovava mostruosa e fu la
riforma dell’astronomia matematica
che, sola, lo spinse a far muovere la
Terra.
• L’opera di Copernico si muove ancora
all’interno del paradigma cosmologico
aristotelico:
• L’universo è finito, sferico, chiuso
dalla sfera delle stelle fisse.
• I corpi celesti sono eterni ed
incorruttibili.
• I loro moti sono circolari uniformi.
Il sistema copernicano
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• Spiegava i moti in uno schema semplice e generale, ma con
meno precisione dei modelli tolemaici, che avevano
cumulato, in secoli, un gran numero di elementi correttivi
“ad hoc”;
• aveva ugualmente necessità di orbite eccentriche, per
spiegare con orbite circolari le irregolarità dei moti;
• consentiva, sulla base di osservazioni semplici, di stabilire le
proporzioni tra le distanze all’interno del Sistema Solare.
Il sistema copernicano
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Modello Geocentrico
Entrambi i modelli riescono a descrivere il moto retrogrado, ma il
modello eliocentrico spiega in modo semplice e automatico questo
fenomeno
Modello Eliocentrico
Gli ostacoli al copernicanesimo
Il copernicanesimo era in aperto contrasto
con la parola della Bibbia, che in più passi
offriva la conferma del geocentrismo, in
particolare: “Fermati, o Sole, su Gabaon e tu
Luna, sulla valle di Aialon!” (Giosuè, X, XII);
La Chiesa condannò il copernicanesimo
(1616), che in più violava il principio
“subalternatio scientiarum”
Andrea Osiander, senza il consenso
dell’autore, premise al suo capolavoro una
prefazione in cui sosteneva la natura ipotetica e
matematica della dottrina (strumentalismo),
negando che essafosse una riproduzione fedele
della realtà (realismo), come invece credeva
Copernico
Se la terra si muove, perché non provoca il
lancio di oggetti lontano dalla sua superficie e
perché non solleva un vento in direzione
opposta al suo movimento?
Perché i corpi pesanti (gravi) cadono sulla
superficie di una terra in movimento e perché
cadendo non si spostano in direzione opposta
al suo movimento?
La maggiore semplicità di calcolo che la
nuova teoria offriva, trovò la sua prima
applicazione nella stesura delle Tavole
Pruteniche (1551), ad uso dei naviganti, da
parte di Erasmo Reinhold (strumentalista).
Prime obiezioni e applicazionidel copernicanesimo
Tycho Brahe (1546 - 1601)
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• Astronomo danese.
• Grande osservatore e innovatore delle
tecniche di osservazione.
• Studioso del moto delle comete.
• De mundi aetherei recentioribus
phaenomenis (1588).
• La cometa studiata si muoveva
attorno al Sole con un orbita
circolare esterna a quella di
Venere e intersecava quella dei
pianeti.
• Dal concetto di orbe a quello di
orbita.
• Il sistema ticonico.
Thyco Brahe(1546-1601)
È stato il più grande astronomo ad occhio
nudo della storia, fondatore dell’osservatorio
di Uraniborg in Danimarca;
Ideò un terzo sistema (detto ticonico),
per salvare sia la teoria copernicana, più
semplice, di quella aristotelico tolemaica,
in accordo con la Bibbia;
Secondo tale sistema, che riprese da Eraclide Pontico, i
pianeti girano attorno al Sole, mentre il Sole gira a sua volta
attorno alla Terra posta al centro del mondo;
Osservando la nascita di una nuova stella e il passaggio di
una cometa, mise in discussione l’idea d’immutabilità del
cielo.
Il sistema ticonico
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• La Terra è immobile al centro dell’universo.
• La Luna, il Sole e le stelle fisse ruotano attorno alla Terra.
• I cinque pianeti ruotano attorno al Sole.
Il Sistema ticonico
NECESSITÀ DEL MOTO CIRCOLARE UNIFORME
Geocentrico
Unico, Chiuso, Finito
Ma…
non abbandona la vecchia immagine di un Universo
Nega la realtà delle sfere
solide dell’astronomia antica,
attuando il passaggio da
concetto di orbe a quello di
orbita
Johannes von Kepler (1571 – 1630)
■ Come molti protagonisti della
rivoluzione astronomica
subisce una profonda
influenza pitagorica e
platonica.
■ Ricerca le regolarità
matematiche soggiacenti la
realtà fisica.
■ Abbandona la millenaria fede
nel moto circolare dei pianeti
■ Formula le sue tre famose
leggi sul moto ellittico dei
pianeti
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Giovanni Keplero(1571-1630)
Aderì fin da giovanissimo al
copernicanesimo, fu allievo e successore
di Brahe alla carica di matematico
imperiale a Praga
Studiando le carte lasciate da Brahe e
proseguendone le osservazioni, elaborò
le tre leggi sul movimento dei pianeti,
ancora oggi note come Leggi di Keplero;
Con esse Keplero dimostrò che l’orbita dei pianeti è un'ellisse
e che, variando la loro velocità nel descriverla, essi si muovono
di moto non uniforme.
Ad esse vi giunse solo abbandonando, per primo, il più
antico e solido pregiudizio ereditato dall’antichità, secondo
cui ai pianeti non poteva che competere il moto circolare
uniforme;
Prima legge di Keplero
“Ogni pianeta si muove intorno al
Sole (moto di Rivoluzione) in
senso antiorario descrivendo
un’orbita ellittica in cui il sole
occupa uno dei fuochi”
Il punto di minima distanza dal
sole è detto Perielio mentre
quello di massima distanza è
l’Afelio (la terra si trova in perielio
il 3 gennaio e in afelio il 4 luglio).
Il secondo fuoco è un centro di
gravità, non occupato da alcun
corpo celeste.
Il piano ideale descritto dal moto
dei pianeti intorno al sole
(complanare per tutti gli 8
pianeti) è detto Piano
dell’Eclittica.
Seconda legge di Keplero“Durante il moto di rivoluzione il
raggio vettore (=segmento che
unisce il centro del pianeta al
centro del sole) descrive aree
uguali in tempi uguali”
Questa legge stabilisce che i
pianeti non percorrono la loro
orbita con velocità uniforme, ma
si spostano nello spazio tanto
più velocemente quanto più sono
vicini al Sole.
La loro velocità di rivoluzione è,
quindi, minima in afelio e
massima in perielio e le distanze
percorse nello stesso tempo
sono maggiori in perielio che non
in afelio.
PerielioAfelio
Terza legge di Keplero
“Il quadrato del tempo
necessario a un pianeta per
percorrere la propria orbita è
proporzionale al cubo della
sua distanza dal sole”
Al di là della formulazione
matematica di tale legge, ciò che
questa afferma è che quanto più
distante è l’orbita di un pianeta
dal sole, tanto più lento è il
movimento con cui il pianeta
stesso percorre la propria
orbita.
Il pianeta più veloce sarà, quindi,
Mercurio; il più lento Nettuno.
Velocità P1 > Velocità P2
Keplero tra vecchio e nuovo
Unico, Chiuso, Finito
Ma…
non abbandona la vecchia immagine
di un universo
Abbandona l’antico
dogma della
necessità del moto
circolare uniforme
SENZA QUESTE LEGGI NEWTON NON AVREBBE ELABORATO LA TEORIA DELLA GRAVITAZIONE UNIVERSALE
Esiste una relazione tra le velocità dei pianeti a
conferma di un ordine geometrico del cosmo
Legge della Gravitazione Universale o Legge di Newton
A differenza delle leggi di Keplero, che
spiegavano soltanto il movimento dei
pianeti in termini matematici, Newton
riesce a spiegare la causa di tali
movimenti.
“Due corpi si attraggono reciprocamente
con una forza che è direttamente
proporzionale alle loro masse ed
inversamente proporzionale al quadrato
delle distanze che li separa”
Grazie a questa legge si possono meglio
comprendere le leggi di Keplero:
Seconda legge di Keplero: quanto più un
pianeta è vicino al Sole (perielio), tanto più
risente della sua forza di attrazione
gravitazionale e, perciò, la sua velocità
aumenta; quando, invece, un pianeta è
lontano dal Sole (afelio), l’attrazione del
Sole si fa sentire meno e la sua velocità
diminuisce.
F = forza gravitazionale
G = costante di gravitazione universale
m1 , m2 = masse dei corpi celesti
d = distanza tra i corpi celesti
Terza legge di Keplero: i pianeti più
lontani risentono meno della forza
attrattiva del Sole e perciò percorrono la
loro orbita più lentamente rispetto ai
pianeti vicini al Sole.
Giordano Bruno (1548 – 1600)
■ Più filosofo e metafisico che
scienziato e astronomo.
■ Porta il copernicanesimo alle
estreme conseguenze.
■ Scardina alcune concezioni e
premesse generali che erano
date per scontate non solo da
Aristotele ma anche da
Copernico.
■ Entra in aspro conflitto con la
Chiesa.
■ Fu bruciato vivo come eretico.
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Giordano Bruno(1548-1600)
Nacque a Nola, frequentò a Napoli il
collegio domenicano, dove crebbe come
ragazzo prodigio per la sua memoria;
Entrato in contrasto con gli ambienti
ecclesiastici, iniziò a vagare per l’Europa come
araldo di una nuova visione dell’ universo di
chiara matrice copernicana;
Non essendo uno spirito moderno (utilizzava strumenti extra-
scientifici) Brahe, Keplero e Galileo rifiutarono le sue idee;
Maturò però delle idee che non furono il frutto di osservazioni
astronomiche o calcoli matematici, ma di geniali intuizioni a
sostegno dell’infinità dell’universo e della pluralità dei mondi;
L’inquisizione lo processò come eretico e lo condannò al rogo.
L’infinito di Giordano Bruno
■ L’universo non ha confini.
■ Le stelle potrebbero essere altrettanti soli di altrettanti
mondi.
■ Anche questi mondi, queste infinite terre potrebbero essere
abitate.
■ L’universo avendo una causa Infinita deve essere infinito.
■ La struttura dell’universo è identica; non esiste una fisica
del cielo e una della terra.
■ Lo spazio è omogeneo; non esiste un centro e una periferia,
non esistono luoghi privilegiati.
■ Panteismo. 52
Le idee cosmologiche di Bruno
RIFIUTO DELL’UNIVERSO CHIUSO UNICO E FINITO
Abbattimento delle mura esterne
dell’Universo: abbandono
dell’idea di un Universo
CHIUSO
Ammissione di una pluralità di
mondi: abbandono dell’idea di un
Universo
UNICO
Ammissione di un Universo
infinto in cui non esiste un punto
di riferimento assoluto, alcun
centro: abbandono dell’idea di un
Universo
FINITO
“Sono dunque soli innumerabili, sono terre infinite chesimilmente circuiscono quei soli, come veggiamo queste sette circuire questo sole a noi vicino”.
“Come poterono pensare che fossero racchiuse in uno spazio limitato tutte le cose che, infinite, ovunque possono succedersi sempre in tanto grandi ed in tanto vasti spazi?”
“Così si magnifica l’eccellenza
di Dio, si manifesta la
grandezza de l’imperio suo:
non si glorifica in uno, ma in
soli innumerevoli: non in una
terra, un mondo, ma in
duecentomila, dico infiniti”.
Galileo Galilei (1564 – 1642)
■ Perfeziona il cannocchiale e lo usa per
esplorare i corpi celesti.
■ Sidereus nuncius (1610)
■ Ammonizione a non professare il
copernicanesimo da parte del cardinale
Bellarmino (1616)
■ Il Saggiatore ( 1623)
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▪ Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, il tolemaico e il copernicano (1632)
▪ Processo e abiura ad opera Santo Uffizio (1633)
▪ Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (1638)
Galileo Galilei(1564-1642)
Nacque a Pisa. Attratto fin dalla tenera età
dalle discipline scientifiche, ottenne a soli 28
anni la cattedra di matematica a Padova;
Il 1609 segna una tappa decisiva nella sua
vita. Proprio quell’anno infatti puntò
verso il cielo il cannocchiale da lui stesso
costruito ai fini della ricerca astronomica;
Nel 1616 ricevette dal cardinale Bellarmino l’ammonizione a non
difendere la teoria copernicana, ma nel 1632 per i contenuti del
«Dialogo…» incappò in un processo che gli costò l’abiura e il
carcere a vita, tramutato nel confino di Arcetri. Morì cieco.
Le scoperte che ne seguirono, rese note nel Sidereus Nuncius
(1610), offrirono le prove del copernicanesimo, procurandogli
potenti nemici, come gli aristotelici ma soprattutto la Chiesa;
Le scoperte astronomiche di Galileo
■ La luna non è una sfera perfetta:
– Presenta contorni irregolari, montagne, pianure, ecc.
56
Il «Sidereus Nuncius» e le prove del copernicanesimo
Le montagne lunari: Galileo scoprì che la Luna non èperfettamente sferica come sostenevano gli antichi,ma presenta una superficie montuosa come la Terra, ariprova dell’omogeneità tra mondo sublunare e mondoceleste;
Le macchie solari: Galileo scoprì che il Sole presentavasulla sua superficie delle chiazze scure, indice del fattoche esso era soggetto al divenire come la Terra, ariprova della mutevolezza del mondo celeste;
Le fasi di Venere: da questa scoperta Galileo fu indottoa pensare che Venere ricevesse la luce dal Solegirandovi attorno, proprio come la Terra, e che quindiera un corpo opaco (privo di luce propria) al pari deglialtri pianeti;
I pianeti medicei: Galileo scoprì i 4 satelliti di Giove,battezzati pianeti medicei, che ruotano attorno ad essoproprio come la Luna attorno alla Terra, confutando intal modo l’idea che l’Universo avesse un solo centro.
Le scoperte astronomiche di Galileo
■ Osserva delle macchie sulla superficie del Sole che
variano nel tempo.
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Le scoperte astronomiche di Galileo
■ Scopre quattro satelliti attorno a Giove.
– I cosiddetti pianeti medicei.
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Le scoperte astronomiche di Galileo
■ Scopre le fasi di Venere
– Che appare illuminata dal Sole come la Luna.
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Le scoperte astronomiche di Galileo
– I corpi celesti non sono come riteneva Aristotele
perfetti e incorruttibili
– La Terra non è l’unico centro di rotazione nel cosmo.
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Il «Dialogo intorno ai due massimi sistemi del mondo»
Cannocchiale
di Galileo
Le scoperte fatte col cannocchiale non quietarono i
sostenitori del vecchio sistema e proprio per questa
ragione Galileo scrisse nel 1632 il «Dialogo…»;
Esso si svolge tra tre personaggi: il copernicano
Salviati, l’aristotelico Simplicio e lo spirito libero
Sagredo, ed avviene in quattro giornate;
Le prime due giornate sono dedicate alla distruzione
della cosmologia aristotelica ed in particolare alla
confutazione degli argomenti contro il moto terrestre
Se la terra si muove, perché non provoca il lancio di
oggetti lontano dalla sua superficie e perché non solleva
un vento in direzione opposta al suo moto?
Perché i corpi pesanti cadendo sulla Terra non si
spostano in direzione opposta al suo movimento?
Il principio di relativitàdel moto locale
Ad essi Galileo rispose con un celebre esempio:
Immaginiamo di trovarci nella stiva di una nave e di
osservare in essa la presenza di mosche, farfalle e di un
secchio da cui cade goccia a goccia acqua dentro un
catino dalla bocca stretta, se la nave si muove a
qualunque velocità «purché il moto sia uniforme e non
fluttuante in qua e in là, voi non riconoscerete una
minima mutazione in tutti li nominati effetti, né da
alcuno di quelli potrete comprendere se la nave
cammina o pure sta ferma»;
Galileo espose così il suo principio di relatività del
moto locale, per il quale tutto ciò che si trova sulla Terra
partecipa del suo stesso moto e dalle osservazioni
compiute al suo interno non si può stabilire se essa sia
ferma oppure si muova.
Le ragioni del processo Realismo:Galileo rifiutò sempre di presentare le sue
teorie come semplici ipotesi (strumentalismo), come
invece gli era stato suggerito dal Card. Bellarmino,
sostenendo al contrario che le sue scoperte e teorie
descrivevano la realtà per come essa è (realismo)
Autonomia della Scienza:nelle Lettere copernicane Galileo sostenne
che la natura, oggetto della scienza, e la Bibbia, base della religione,
derivavano entrambe da Dio e non potevano contraddirsi, ma accadendo i
contrasti dovevano risolversi rivedendo l’interpretazione della Bibbia,
poiché essa insegna “come si vadia in cielo e non come vadia il cielo”;
Libertà di ricerca: fondata sul metodo sperimentale fatto da
sensate esperienze e certe dimostrazioni. Con l’esperimento (mentale
o reale che sia) i dati dell’osservazione sono sottoposti all’esame della
ragione.
RIFIUTO DEL PRINCIPIO DI AUTORITÀ
Galileo: le sue scoperte in campo fisico
Giunse a determinare oltre al principio di relatività del moto locale anche
quello d’inerzia, per cui tutti i corpi conservano il proprio stato di quiete o di
movimento a meno che non intervenga una forza esterna.
Galileo fece decisive scoperte in campo
astronomico ma soprattutto fisico. Con i suoi studi
sulla caduta dei gravi giunse alla determinazione
del 2° principio della dinamica;
Infatti dimostrò che il moto di un corpo in caduta libera
è uniformemente accelerato indipendentemente dalla
forma, dalla materia e dal peso (per Aristotele dal peso di
un corpo dipendeva la velocità);
Dalla rivoluzione astronomica a quella scientifica
■ Il contributo fondamentale di Galileo a sostegno della teoria
copernicana è quello di rendersi conto che bisogna scardinare le basi
della fisica aristotelica su cui si basavano le principali obiezioni al
sistema eliocentrico.
■ Galileo sposta la rivoluzione dal campo dell’astronomia al campo più
ampio della fisica.
■ La sua opera contribuisce a costruire in modo determinante un nuovo
paradigma scientifico.
■ Si scontra con il conservatorismo ideologico della Chiesa e propone
un’interessante soluzione su come si possa essere
contemporaneamente un buon cristiano e un buon scienziato.
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Isaac Newton (1642-1727)
e il nuovo paradigma
Newton
La grandezza di Newton sta nell’aver unificato in una
sola formula la forza che mantiene i pianeti nella loro
orbita e quella che fa cadere i gravi sulla Terra, di aver
unificato cioè le leggi di Keplero e quelle di Galileo.
Newton infatti, dopo aver determinato i tre principi
della dinamica e notato che il movimento dei pianeti
nella loro orbita poteva essere pensato come una caduta
continua,
giunse a formulare la Legge della gravitazione universale: i corpi si
attraggono proporzionalmente al prodotto delle masse e in ragione
inversa del quadrato delle distanze F = G m1m2 /r2;
definendo così un nuovo paradigma a conferma dell’eliocentrismo
I caratteri della nuova scienzaDalla rivoluzione scientifica e soprattutto da Galileo
emerse un nuovo modo d’intendere la natura e lo studio
di essa, emerse cioè una nuova concezione della…
Ordine oggettivo
Ordine causale
Insieme di relazioni
Insieme di leggi
Sapere sperimentale
Sapere matematico
Saper intersoggettivo
Saper oggettivo
NATURA SCIENZA
La rivoluzione scientifica sposta l’attenzione sulla nozione di causa materiale e di causa efficiente, non considera né la causa formale, né
la causa finale.
La causa efficiente assume il significatodi LEGGE e il rapporto causa-effetto èrappresentato da grandezze misurabilimatematicamente.
Keplero, Galilei e Cartesio esclusero dal loro pensiero filosofico la causa formale nel significato di essenza o qualità perché priva di significato per lo studio della natura.
Ciò determina la nascita della Fisica classica che da Isaac Newton assume il determinismo e il meccanicismo come unico approccio alla trattazione dei fenomeni naturali.
MECCANICISMO
Concezione filosofica del mondo che evidenzia la natura
esclusivamente corporea e, dunque meccanica di tutti gli enti.
DETERMINISMO
Concezione filosofica per la quale in natura nulla avviene per caso ma secondo ragione e necessità.Tutti i fenomeni hanno una spiegazione fisica che si fonda su relazioni di causa ed effetto.Date delle condizioni iniziali quello che accadrà in futuro è determinato da leggi fisiche dell’universo.
L’UNIVERSO COME MACCHINA
Il modello teorico della scienza dominante nell’età moderna fu il meccanicismo.
Esso descrive l’universo come un’immensa macchina, costituita da corpi in movimento, che interagiscono fra loro in base ad una legge di causalità necessaria, ad una rigida concatenazione di cause e di effetti, rigorosamente determinabili sul piano matematico.
In questa visione del mondo la scienza meccanica (lastatica di Archimede e la dinamica da Galileo eNewton), e con essa la matematica e la geometria,emerge tra le altre scienze. I concetti portanti sonoinerzia, massa, forza.
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