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Isaac Newton
1 Vita e opere
Isaac Newton, nato nel Lincolnshire nel 1642, fu ammesso nel 1661 al Trinity College di Cambridge. Tornato al paese natale nel 1665-66 per sfuggire alla peste, vi compì le sue fondamentali scoperte di ottica (la luce bianca è una mescolanza di raggi di vari colori), di matematica (il calcolo delle flussioni) e di meccanica (la forza centripeta che "incurva" le orbite dei pianeti è la stessa forza di gravità per cui cadono i corpi terrestri). Tornato a Cambridge iniziò la sua brillante carriera accademica; nel 1669 ottenne la cattedra di matematica; assunse incarichi pubblici, contrapponendosi all'assolutismo di Giacomo II e legandosi agli ambienti whig (fu amico di Locke). Alla fine del secolo ricoprì incarichi importanti nella Zecca inglese e nella Royal Society. Morì nel 1727.
Tra le sue opere ricordiamo: i Philosohiae naturalis principia mathematica (1687) in cui pone i principi fondamentali della dinamica e dimostra la legge della gravitazione universale; l'Ottica, in cui studia empiricamente i fenomeni luminosi e li spiega mediante un ipotetico modello corpuscolare della luce (1704).
La parte delle sue ricerche pubblicata è forse quella che a Newton appariva meno interessante. Egli dedicò attenti studi all’alchimia e alla teologia, ma gran parte di questi studi sono andati perduti in un incendio nel 1690. Questi studi probabilmente sono complementari a quelli a noi giunti, in quanto vede nel sistema del mondo la prova dellìesistenza di un artefice divino, la base di una “teologia dedotta da fenomeni naturali”.
2 La fisica newtoniana
«Nature, and nature's laws lay hid in night: / But God said, Let Newton be! and all was light» ("La natura e le leggi naturali giacevano nascoste nell'oscurità della notte / ma Dio disse: che sia Newton! e tutto fu rischiarato"). Questi versi del poeta inglese Alexander Pope, in cui luce e oscurità divengono metafore della conoscenza scientifica e dell'ignoranza, bene documentano la straordinaria influenza innovatrice che Newton esercitò sulla cultura del XVIII e XIX secolo, realizzando il nucleo essenziale della scienza meccanica classica in voga fino all’avvento della fisica atomica. Notevole è quindi il suo contributo scientifico e filosofico, riconosciuto anche dai suoi contemporanei. Oltre ai sui celebri studi sulla luce (che avrebbe natura corpuscolare) e a quelli sul calcolo infinitesimale, Newton dà un impulso importante alla fisica. In particolare, stabilisce le definizioni di alcuni concetti chiave:
- quantità di materia o massa: Newton distingue la massa (la quantità di materia contenuta in un corpo) dal peso (varia a seconda della posizione di un corpo rispetto ad altri corpi, ad esempio un uomo in relazione al centro della Terra);
- quantità di moto: «la quantità di moto è la misura del medesimo ricavata dal prodotto della velocità per la quantità di materia»;
- forza insita o inerzia: «forza insita della materia è la sua disposizione a resistere; per cui ciascun corpo, per quanto sta in esso, persevera nel suo stato di quiete o di moto rettilineo». Il principio di inerzia, le cui prime formulazioni si devono, a Galilei (e Cartesio), entra a far parte, come uno dei principi-cardine, della fisica newtoniana;
- forza impressa: forza che muta lo stato di quiete o moto rettilineo uniforme iniziale;
- forza centripeta: «è la forza per effetto della quale i corpi sono attratti, o sono spinti, o comunque tendono verso un qualche punto come verso un centro». Di questo genere «è la gravità per effetto della quale i corpi tendono verso il centro della Terra; la forza magnetica, per effetto della quale il ferro va verso la calamita; e quella forza, qualunque essa sia per effetto della quale i pianeti sono continuamente derivati dai moti rettilinei (inerziali) e sono costretti a ruotare secondo le linee curve (le orbite)».
Da questi elementi Newton fa seguire le tre leggi della dinamica alla base della fisica classica: il principio di inerzia, la proporzionalità tra accelerazione e forza, il principio di azione e reazione.
Newton inoltre ritiene che le nozioni fondamentali della fisica (tempo, spazio, moto) vadano considerate non in relazione ai sensi (secondo una visione relativistica) ma come concetti legati a determinazioni puramente quantitative, matematiche, ossia assoluti.
Spazio, tempo e moto assoluti vengono.a costituirsi così come grandi nozioni a priori della scienza, alla cui definizione hanno contribuito sia le intuizioni dei predecessori (Galilei, Gassendi, Cartesio), sia però anche sollecitazioni e stimoli di natura metafisica e teologica, ampiamente studiati dal filosofo.
Newton offre così risposte valide ai due grandi dubbi emersi con la dottrina copernicana:
a. che cosa "sostiene" e "fa muovere" i corpi celesti (in assenza delle sfere cristalline)?
b. perché i corpi "cadono'' verso il "basso" (in assenza di un "basso" e di un centro assoluti)?
Nel 1666, riflettendo sulla gravità, Newton intuì che se la Luna non si allontana dalla Terra (lungo la tangente) è perché essa “cade” continuamente verso il nostro pianeta, attratta da una forza centripeta. Basandosi sulla legge galileiana della caduta dei gravi e sulla terza legge di Keplero (attrazione reciproca dei corpi), Newton determinò matematicamente la forza in questione: essa è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra la Luna e la Terra; inoltre è presente una costante universale G (Legge di gravitazione universale: G m1 m2 / d2 ).
Questa relazione è generalizzabile non solo a tutti i corpi del sistema solare, ma anche a quelli esterni a esso, come le comete. Non solo, questa legge si può estendere a qualunque corpo: venivano così unificate la fisica celeste e quella terrestre. Questa legge descrive il “come”, ossia secondo quale regola matematica le masse si attraggono mutualmente. Essa però non descrive il perché lo facciano, cioè quale sia l’essenza della forza gravitazionale che le fa avvicinare.
Dal punto di vista filosofico, il cosmo è nato in seguito a un disegno intelligente. L’ente che produsse e che regge l’universo non è un’anima o una ragione immanente, ma un Dio trascendente, dotato di intelligenza matematica e causa dell’ordine dell’universo. Dio è eterno e infinito, non nel senso che egli si colloca fuori del tempo e dello spazio, piuttosto nel senso che è infinitamente esteso e dura eternamente. Dio non coincide però con il tempo “eterno” e con lo spazio “infinito”; piuttosto, esistendo sempre e dovunque, Dio fonda lo spazio e il tempo, che riflettono perciò l’ubiquità e l’eternità divine.
3 La riflessione sul metodo scientifico
Newton conduce a più completa maturazione il processo di matematizzazione dell'indagine naturalistica avviato da Galilei. Ciò anche grazie allo sviluppo del calcolo infinitesimale proposto proprio da Newton.
Al tempo stesso Newton insiste, in termini che richiamano Bacone, sull'importanza dell'osservazione scientifica e della pratica sperimentale: sono gli esperimenti, infatti, che convalidano le teorie scientifiche, e anzi ne rappresentano l'unica efficace verifica. Le prove sperimentali di una teoria, tuttavia, non verificano mai in modo assoluto la teoria stessa: la scienza, per il filosofo inglese, non porta mai a una conoscenza incontrovertibile della natura, ma deve accontentarsi di un’elevata probabilità, in quanto risulta sempre rivedibile. Il lavoro dello scienziato consiste pertanto nel fare osservazioni ed esperimenti e nel trarne induttivamente teorie di ordine generale, attraverso cui descrivere lo svolgimento dei fenomeni naturali.
Alla base del metodo newtoniano troviamo anche un altro importante principio: il postulato della fondamentale semplicità e uniformità della natura, postulato al quale lo scienziato deve attenersi nella spiegazione dei fenomeni naturali.
L'affermazione dell'origine sperimentale e induttiva delle teorie scientifiche si accompagna, in Newton, a una forte critica del procedimento ipotetico o, più precisamente, delle concezioni e degli impieghi inadeguati di esso: «hypotheses non fingo», "io non immagino ipotesi". In certe condizioni, lo scienziato inglese infatti considera legittimo il ragionamento ipotetico: il ricorso a ipotesi e congetture non nuoce all'accertamento della verità quando, secondo le indicazioni baconiane, è strettamente collegato all'esame del materiale osservativo e serve a suggerire nuove soluzioni, da sottoporre poi al controllo sperimentale. Newton contesta invece l’idea, tipicamente scolastica, di convalidare dialetticamente le ipotesi, attraverso cioè la confutazione delle ipotesi rivali. Non è un metodo accettabile affermare “è così perché non è in altro modo”. Questa posizione assume il senso di una difesa del lavoro dello scienziato sperimentale e dei risultati della ricerca scientifica. Infatti, se la validità di una teoria potesse davvero venire provata per via indiretta (cioè attraverso la confutazione di tutte le immaginabili ipotesi rivali), allora nessuna teoria scientifica, per quanto ampiamente confermata dall'esperienza, potrebbe mai venire convalidata, essendo sempre possibile congetturare ipotesi alternative.
La critica di Newton alle ipotesi ha anche un secondo, e filosoficamente più rilevante, bersaglio. Si tratta dell’idea, anch’essa aristotelica, che una conoscenza sia effettivamente scientifica solo se spiega l'essenza ultima della realtà, la causa fisico-ontologica dei fenomeni. A questa modalità di spiegazione, che rinvia a "cause" o "forze" (definite "occulte" perché non manifeste all'osservazione), Newton oppone l'idea che la scienza debba sottrarsi alla pratica inconcludente di immaginare ipotesi sperimentalmente non controllabili sulla natura delle cause e debba invece volgersi alla descrizione, in forma di leggi matematiche, dei fenomeni osservabili.
Da Cioffi, Luppi, Vigorelli, Zanette, Bianchi, De Pasquale, O’ Brien, I filosofi e le idee, vol. 2, Bruno Mondadori, Milano, 2006, pp. 473-8 con modifiche.
Fonte: http://www.bellodie.altervista.org/filo4a_file/Newton.doc
Sito web da visitare: http://www.bellodie.altervista.org
Autore del testo: non indicato nel documento di origine
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