Umanesimo, Rinascimento E - Volume 4 Rivoluzione Scientifica

Transcript

Umanesimo, Rinascimento e Rivoluzione scientifica - - Volume 4 La Rivoluzione Scientifica sk 4.7.5 pag. 1 Johannes Kepler: il passaggio dal cerchio all’ellisse Keplero professore a Graz: il Mysterium cosmographicum Giovanni Keplero nacque il 27 dicembre 1571 a Weil, nei pressi di Stoccarda. Da piccolo ebbe il vaiolo che gli lasciò le mani rattrappite e la vista indebolita. Nel 1588 si iscrisse all’Università di Tubinga. In quegli anni infuriava la lotta tra cattolici e protestanti. Keplero, protestante, vedeva come assurde queste lotte che imputava “alla stoltezza di questo mondo”. A ventidue anni abbandonò la teologia e insieme l’idea di dedicarsi alla carriera ecclesiastica. Keplero matematico imperiale a Praga: l’Astronomia nuova e la Diottrica Il 1° agosto 1600, oltre un migliaio di cittadini non cattolici vengono cacciati dalla Stiria. Keplero conferma che egli non avrebbe mai creduto si dovessero sopportare tante sofferenze, abbandonare la casa e gli amici, perdere i propri beni, per motivi religiosi e in nome di Cristo. Nel 1609 esce l’Astronomia nova: vi si stabiliscono due principi fondamentali dell’astronomia moderna (le prime due leggi di Keplero). Difende Galileo che aveva portato il cannocchiale, un oggetto considerato fino ad allora solo come oggetto dei “vili meccanici” e indegno dei “filosofi”, dentro la scienza: “Il sapiente tubo ottico è prezioso come uno scettro: chi osserva con esso diventa un re e può comprendere l’opera di Dio”. Pubblica Dioptrice, ossia la dimostrazione di quelle cose, mai viste prima da alcuno, che si osservano con il cannocchiale: è l’inizio e il fondamento di una scienza ottica capace di spiegare il funzionamento delle lenti. Keplero a Linz: le Tavole Rudolfine e l’Armonia del mondo Nel 1611 si trasferisce a Linz; gli muore il figlio e la moglie; il pastore protestante Hitsler si accanisce contro di lui: lo sospetta di eresia. Per aver prova della sua ortodossia, il Concistoro di Stoccarda impone a Keplero di firmare la cosiddetta “formola di concordia”, che afferma la presenza corporea di Dio. Ciò a suo avviso è contrario all’idea della sublimità di Dio: Keplero verrà cacciato come un calvinista. Da Granz, Keplero era dovuto scappare perché perseguitato dai cattolici, a Linz furono i protestanti a rinnegarlo. Keplero decide di risposarsi: così narra il modo in cui è giunto alla decisione: “Vengono individuate undici candidate; di queste, una per una, vengono esaminati e discussi i meriti e le probabilità di riuscita come moglie. La prima candidata, vedova e con due figlie da marito e un figlio, andava bene, per certi versi, per un filosofo non più giovincello; ma, tra l’altro, la donna non era di buona salute. La seconda candidata viene scartata perchè troppo giovane e dedita ai lussi. Scartato, anche per motivi economici, pure il terzo partito, si pensa alla quarta donna: questa, alta e atletica, non poteva andare, data la statura inferiore di Keplero. La quinta era una donna povera, e Keplero non seppe decidersi subito. La sesta era troppo povera, come la quinta. La settima gli venne sconsigliata dagli amici. Per motivi religiosi scartò l’ottava donna. Povera e di malferma salute era la nona, che Keplero rifiutò altrettanto. Piccola, troppo grassa e molto brutta era la decima. Un amico gliene propose, allora, un’altra: l’undicesima, che era davvero troppo giovane. E a questo punto Keplero torna sui suoi passi, si decide per la quinta e la sposa. Costei era Susanna Reutlinger, una brava e bella ragazza, povera, ma di onesta famiglia. La scelta di Keplero si rivelò in seguito quella giusta. Keplero decide di recarsi a Ratisbona per ottenere dalla Dieta il pagamento degli stipendi arretrati; colto da febbre, Keplero venne sottoposto a salassi, ma non serve a nulla. Muore il 15 novembre 1630, lontano da casa e dai cari. Umanesimo, Rinascimento e Rivoluzione scientifica - - Volume 4 sk 4.7.5 La Rivoluzione Scientifica pag. 2 Johannes Kepler: il passaggio dal cerchio all’ellisse Il Mysterium cosmographicum: alla caccia del divino ordine matematico dei cieli Keplero credeva nel fatto che la natura fosse ordinata da regole matematiche che lo scienziato ha il compito di scoprire; egli afferma che il numero dei pianeti e la dimensione delle loro orbite potevano venire compresi qualora si fossero compresa la relazione tra le sfere planetarie e i cinque solidi regolare o “platonici” o “cosmici” (cubo, tetraedo, dodecaedro, icosaedro e ottaedro. La loro caratteristica è che le facce di ciascun solido sono tutte identiche e sono costituite soltanto da figure equilatere: Tetraedro 4 facce Cubo 6 facce ottaedro 8 facce dodecaedro 12 facce icosaedro 20 facce Si sapeva dall’antichità che solo questi cinque solidi avevano tali caratteristiche. Nel suo lavoro Keplero sostenne che se la sfera di Saturno fosse circoscritta al cubo con dentro inscritta la sfera di Giove e se al tetraedro fosse iscritta la sfera di Marte e così via per gli altri tre solidi e le altre tre sfere, allora si sarebbe potuto non solo dimostrare le dimensioni relative di tutte le sfere, ma anche comprendere la ragione dell’esistenza di solo sei pianeti: L’orbe della terra è la misura di tutti gli altri orbi. Circoscrivi ad essa un dodecaedro, la sfera che a sua volte lo circoscrive è quella di Marte. Alla sfera di Marte circoscrivi un tetraedro, la sfera che lo contiene è la sfera di Giove. Alla sfera di Giove circoscrivi un cubo, la sfera che lo racchiude sarà quella di Saturno. Nell’orbe della Terra inscrivi un icosaedro, la sfera inscritta in esso è quella di Venere. A Venere inscrivi un ottaedro, in esso sarà inscritta la sfera di Mercurio. Qui trovi la ragione del numero dei pianeti”. Sfera di SATURNO – cubo - Sfera di GIOVE –tetraedro – Sfera di MARTE – dodecaedro – Sfera della TERRA – icosaedro – Sfera di VENERE – ottaedro – Sfera di MERCURIO Umanesimo, Rinascimento e Rivoluzione scientifica - - Volume 4 La Rivoluzione Scientifica sk 4.7.5 pag. 3 Johannes Kepler: il passaggio dal cerchio all’ellisse Dio è matematico. Il lavoro di Keplero consistette proprio nella caccia delle armonie matematiche e geometriche del mondo. La convinzione di una struttura del mondo matematicamente definibile, che trovava la sua formulazione teologica nella credenza che nella creazione del mondo Dio fosse guidato da considerazioni matematiche, l’irremovibile certezza che la semplicità sia anche un segno di verità e che la semplicità matematica si identifichi con l’armonia e la bellezza. Dal cerchio all’ellisse e le tre leggi di Keplero La scienza ha bisogno di menti creative, di immaginazione e simultaneamente di rigore nel controllo di queste ipotesi. L’idea della relazione tra i pianeti e i solidi si mostrò in seguito insostenibile. Ma ciò che essa esprimeva era il sintomo di un programma di ricerca che doveva mostrare ancora tutta la sua fecondità; né Tolomeo né Copernico né Tycho Brahe erano stati capaci di spiegare l’ “irregolare” moto di Marte. Keplero ci lavorò sopra per circa dieci anni: era impossibile risolvere il problema con qualsiasi combinazione di circoli: tutte queste combinazioni non rispondevano ai dati osservabili. Alla fine si accorse che teoria e osservazioni combaciavano se si facevano muovere i pianeti in orbite ellittiche, con velocità variabili determinabili secondo una semplice legge. Un procedimento matematico semplicissimo era in grado di dominare, in un universo copernicano, una quantità sterminata di osservazioni, permettendo di fare previsioni sicure e accurate. Ed ecco le due leggi: Prima legge: Le orbite dei pianeti (Marte) sono ellissi delle quali il Sole occupa uno dei fuochi (sono i due punti fissi: la somma delle distanze da fuochi è costante) Seconda legge: la velocità orbitale di ciascun pianeta varia in modo tale che la linea che congiunge il sole e il pianeta copra, in eguali intervalli di tempo, uguali porzioni di superficie dell’ellisse (più vicini al sole sono più veloci, più lontani meno veloci) Nel 1618 Keplero estende queste due leggi ad altri pianeti, alla luna e ai quattro satelliti di Giove che erano stati scoperti da non molti anni. Terza legge: I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono nello stesso rapporto dei cubi delle rispettive distanze dal Sole Ossia: se T1 e T2 sono i periodi necessari a due pianeti perché essi completino un giro delle loro orbite, e se R1 e R2 sono le rispettive distanze medie tra i pianeti e il Sole,allora vale che il rapporto tra i quadrati dei periodi orbitali è uguale al rapporto esistenze tra i cubi delle distanze medie dal Sole. E cioè: (T1/T2)2 = (R1/R2)3 . La cosa fondamentale era che i principi della cosmologia aristotelica risultavano orami scardinati: al posto di quelli erano stati collocati rapporti matematici razionali. Umanesimo, Rinascimento e Rivoluzione scientifica - - Volume 4 La Rivoluzione Scientifica sk 4.7.5 pag. 4 Johannes Kepler: il passaggio dal cerchio all’ellisse Il Sole come causa dei movimenti planetari Nelle Armonie del mondo, egli parla di una frenesia divina e di un rapimento ineffabile nella contemplazione delle celesti armonie nell’ordine matematico della natura: e in questo complesso armonico il Sole svolge un ruolo fondamentale. Il modo in cui Keplero descrive il raggiungimento della sua prima legge viene oggi esaltato come esempio perfetto di procedimento scientifico: 1. c’è un problema (le irregolarità del modo di Marte) 2. si inventano una serie di congetture quali tentativi di soluzione del problema 3. su questo sciame di congetture si fa scattare il meccanismo della prova selettiva: si scartano le ipotesi che non reggono all’urto delle osservazioni, fino ad arrivare alla teoria giusta C’è in Keplero una metafisica del Sole. I pianeti non si muovono più di moto naturale circolare; essi percorrono ellissi, e , dunque, da cosa sono mossi? Sono mossi da una forza motrice come quella magnetica, forza che emana il sole. I pianeti percorrono le loro orbite spinti dai raggi di un’anima motrix che scaturiscono dal sole. Keplero insomma suppose che: “nel Sole ci sia un intelletto motore capace di muovere tutte le cose intorno a sé, ma soprattutto le più vicine, indebolendosi invece per le più distanti a motivo dell’attenuarsi della sua influenza, dato che aumentano le distanze”. Egli credeva che il Sole fosse la causa di tutti i fenomeni fisici. Su quest’ultima convinzione, Keplero abbozza appunto una teoria magnetica del sistema planetario: egli attribuisce le maree “ai corpi del Sole e della Luna che attraggono le acque del mare con una certa forza simile a quella magnetica”. Keplero scompare nel 1630, Galileo muore agli inizi del 1642. E in questo stesso anno nasce Isaac Newton, l’uomo che, raccogliendo i risultati ottenuti da Keplero e Galilei, è destinato a risolvere i problemi da loro lasciati aperti e a dare così alla fisica quell’assetto che noi conosciamo con il nome di “fisica classica”.