Galileo Galilei

Galileo Galilei (1564-1642) è stato un matematico italiano, fisico, astronomo, e filosofo naturalista. Egli costruì un potente telescopio con il quale effetuò nuove osservazioni del cielo notturno stellato, in particolare scoprendo che sulla superficie della Luna vi sono montagne, che Giove ha quattro lune satelliti, e che le macchie solari del Sole, a seguito di attenta osservazione, rivelano che questa è una sfera in movimento.

A parte l'astronomia, Galileo condusse molti altri esperimenti scientifici durante la sua lunga vita in quanto egli era grandemente interessato alla fisica. Verificando teorie secolari e formulandone di nuove a seguito di meticolosa sperimentazione, lo scienziatolo si scontrò con la chiesa cattolica per aver messo in dubbio la visione tolemaica accettata dell'universo. Giudicato colpevole di eresia in un processo nel 1633, Galileo fu obbligato a vivere i propri anni finali agli arresti domiciliari nella sua villa in Toscana. Le sue scoperte e, soprattutto, il suo approccio alla sperimentazione e verifica delle ipotesi fece di Galileo una figura influente durante la Rivoluzione Scientifica.

Primi Anni

Galileo Galilei nacque a Pisa, Italia, il 15 febbraio 1564. La sua famiglia apparteneva alla piccola nobiltà ma era piuttosto disagiata. Galileo ereditò un interesse verso la scienza da suo padre, Vincenzo Galilei (c. 1520-1591), che scriveva trattati basati sui propri esperimenti pratici in scienze musicali. Vincenzo potrebbe aver guadagnato consensi con la musica, ma guadagnava soldi come commerciante di stoffe, essendo la famiglia di sua moglie e madre di Galileo, Giulia, attiva in quel settore. Dal 1581, Galileo studiò medicina all'Università di Pisa, ma era la matematica facente parte di quel corso di studi (allora parte dell'educazione tradizionale in medicina) che lo attraeva maggiormente. Così tanto che Galileo lasciò Pisa senza laurearsi ed accettò un posto da insegnante di matematica a Firenze. Galileo era deciso a lasciare il segno, ed i suoi studi privati risultarono essere i suoi primi contributi alle crescenti conoscenze della Rivoluzione Scientifica. Galileo studiò il movimento dei pendoli e formulò la sua teoria del movimento costante. Tale era la competenza di Galileo in matematica che gli venne assegnato un posto in tale campo all'Università di Pisa nel 1589; tre anni più tardi, egli venne fatto professore di matematica all'Università di Padova.

Fu a Padova che Galileo iniziò un'amicizia che durò tutta la vita con il filosofo Cesare Cremonini (1550-1631). A Padova, Galileo incontrò anche Marina Gamba, e benchè essi non si sposarono mai, ebbero insieme tre figli: Virginia (n. 1600), Livia (n. 1601), e Vincenzio (n. 1601). Galileo non fu mai esente da difficoltà finanziarie, ed integrava il suo magro reddito da docente con lezioni private e occasionalmente con oroscopi dettagliati. Nel 1613, quando le sue figlie raggiunsero l'adolescenza, Galileo, impossibilitato di vivere liberamente con la sua compagna, fece entrare Virginia e Livia in un convento fuori Firenze (entrambe divennero suore quando raggiunsero la maturità). Galileo diede sostegno alle proprie figlie in convento, acquistando alloggi migliori e rifornendole di cibo prodotto nella propria tenuta per integrare l'alimentazione di base piuttosto parca del convento. Virginia, a quel punto conosciuta come Maria Celeste, fu di grande sostegno durante la vecchiaia di suo padre.

Dalla teoria alla pratica: una nuova scienza

Per Galileo la matematica fu cruciale per la comprensione dell'universo, come qui egli spiega nel suo Il Saggiatore del 1623:

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, & altre figure Geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne vmanamente parola; senza questi è vn'aggirarsi vanamente per vn'oscuro laberinto.

(Wootton, 163).

Ma Galileo era un pensatore a tutto campo interessato in qualsiasi disciplina di pensiero che potesse fornire risposte alle problematiche cui egli aveva desiderio di potere risolvere. Il suo primo biografo, Vincenzo Viviani, annotava quanto riportato (parafrasato da Heilbron):

(Egli) poteva competere con i migliori lunaticisti in Toscana, consigliare pittori e poeti su questioni di estetica artistica, e recitare ampi estratti del Petrarca, Dante, ed Ariosto a memoria. Ma la sua grande forza, disse Galileo quando stava negoziando per un posto alla corte dei Medici nel 1610, era la filosofia, per la quale egli aveva dedicato più anni di studio che non di mesi per la matematica. (v)

In breve, Galileo "non era nè più (nè meno!) un matematico che non un musicista, artista, scrittore, filosofo, o meccanico...Galileo avrebbe potuto fare bene in qualsiasi tra molte professioni" (ibid).

Fu negli anni successivi al 1590 che Galileo iniziò a spostarsi dagli studi della matematica pura verso la sperimentazione, anche se la storia dove faceva cadere palle di cannone dalla Torre Pendente di Pisa è apocrifa. Rifiutando l'antica comprensione aristotelica della fisica, Galileo studiò soggetti quali l'accelerazione uniforme, l'inerzia, e la meccanica nel suo laboratorio privato. Scoperse tutta una serie di sorprendenti aspetti fisici, come il fatto che un oggetto in caduta ha lo stesso tasso di accelerazione indipendentemente dal proprio peso (che vuol dire che, se la resistenza dell'aria viene rimossa, due oggetti in caduta, anche se di peso diverso, toccheranno il suolo nel medesimo istante), che un proiettile segue una parabola nel proprio percorso da un punto all'altro, e che un corpo in movimento su di una superficie perfettamente liscia avanza a velocità costante e, nel vuoto, farebbe così indefinitivamente. Questo ultimo aspetto venne usato da Galileo per spiegare un problema secolare. Se la Terra ruota attorno al Sole, allora quale è la causa del suo movimento? Galileo dimostrò che, supponendo che Dio iniziò il tutto con la Creazione, nessuna forza era necessaria.

Galileo divenne profondamente interessato all'astronomia e, dal 1597, iniziò una duratura corrispondenza con l'altro grande pensatore ed astronomo Giovanni Keplero (1571-1630). Questi due personaggi avrebbero trovato evidenza fisica per confermare le teorie controverse di Niccolò Copernico (1473-1543) e finalmente seppellire quelle antiquate di Tolomeo (c. 100-170). Copernico riteneva che la Terra ruotasse intorno al Sole, mentre Tolomeo credeva che il Sole ruotasse intorno all Terra (una visione appoggiata dalla Chiesa). Galileo rifiutava i metodi di lavoro tradizionali degli astronomi medievali, che consistevano nel ricreare meticolose carte e tabelle utilizzando calcoli matematici complessi, ma piuttosto si concentrava verso l'osservazione diretta e la scoperta con il suo telescopio. In tal senso, "Galileo cambiò radicalmente la nozione di cosa fosse l'astronomia" (Burns, 63).

Il Telescopio di Galileo

Il primo telescopio fu inventato nei Paesi Bassi intorno al 1608, probabilmente da Hans Lippershey (c. 1570-1619). La semplice idea di utilizzare una lente convessa ed una concava a ciascuna estremità di un tubo si diffuse rapidamente in Europa, e giunse alle orecchie di Galileo nel giro di uno o due anni. Galileo costruì la propria versione utilizzando lenti superbe messe a punto a lui stesso (anche se non disse mai a nessuno esattamente come). Provando diversi prototipi, Galileo mise a punto un telescopio con un ingrandimento pari a 33 diametri, assai più potente di qualsiasi altro posseduto dai suoi contemporanei. Il telescopio di Galileo, che egli chiamò suo occhiale, aveva due lenti applicate a ciascuna estremità di un tubo di piombo lungo circa 60 cm (24 in). Era talmente potente e ben costruito che altri scienziati avevano difficoltà nel credere ciò che Galileo asseriva di potere vederci attraverso poichè i loro telescopi non riuscivano a vedere ciò che lo scienziato italiano riusciva ad osservare. Galileo inventò anche un paio di binocoli, ma l'idea non prese piede. Altri strumenti inventati da Galileo comprendono prime versioni inclusive del termometro (di fatto un termoscopio), una bilancia idrostatica, ed una bussola (quella che noi oggi chiameremmo bussola militare o bussola di inclinazione). Ma fu il telescopio che rivoluzionò il pensiero nel XVII secolo.

Galileo utilizzò il suo nuovo telescopio per studiare i cieli in modo incredibilmente dettagliato, pubblicando i frutti della sua ricerca in Siderus Nuncius (che si potrebbe tradurre in italiano Annuncio sugli Astri oppure Il Messaggero celeste/stellare) nel 1610. Galileo era in grado di osservare la Luna e constatare che la sua superficie sembrava essere simile a quella della Terra con montagne e vallate, suggerendo che essa non era, come molti precedentemente pensavano, fatta di una materia completamente differente. Galileo individuò per la prima volta le quattro lune più grandi di Giove (noi sappiamo oggi che ve ne sono di più), studiò la composizione della Via Lattea, ed identificò le fasi di Venere, che confermavano che orbitava intorno al Sole. Galileo formulò teorie di ciò che osservava, come il movimento delle lune di Giove avrebbe dovuto significare che esse orbitavano attorno a Giove (e non a qualche altro corpo tipo il Sole). Egli credeva (correttamente) che esattamente come noi possiamo vedere il bagliore della Luna, così sulla Luna si dovrebbe essere in grado di vedere il bagliore della Terra, che sarebbe la luce riflessa del Sole. Queste nuove scoperte resero Galileo tanto famoso quanto Cristoforo Colombo (1451-1506), lo scopritore del Nuovo Mondo, al quale, come scopritore del nuovo Cosmo, Galileo veniva spesso paragonato.

La più importante scoperta di Galileo, comunque, non furono i dettagli della Luna od i satelliti di Giove ma le sue osservazioni sulle macchie solari del Sole, mediante l'utilizzo del suo telescopio. Le macchie solari erano state notate nell'antichità, ma Galileo era in grado ora, utilizzando filtri, di osservare cose che nessuno aveva mai visto prima. Galileo descrisse ciò che aveva visto:

Le macchie scure osservate sul disco solare per mezzo del telescopio non sono per nulla distanti dalla sua superficie, ma sono o contigue ad essa o separate da un intervallo talmente piccolo tanto da essere quasi impercettibile...Esse variano per durata da uno o due giorni fino a trenta o quaranta. Per la maggior parte esse sono di forma delle più irregolari, e le proprie sagome cambiano di continuo, alcune rapidamente e violentemente, altre più lentamente e moderatamente...A parte tutti questi movimenti disordinati esse hanno in comune un moto generale uniforme che attraversa la faccia del Sole in linee parallele. Dalle caratteristiche speciali di questo moto si può capire che il Sole è assolutamente sferico, che ruota da ovest ad est ed attorno il proprio centro, trasporta le macchie con se in cerchi paralleli, e completa un'intera rivoluzione in circa un mese lunare.

(Fermi, 57).

In maniera da potersi assicurare una posizione alla corte di Cosimo II de' Medici, Granduca di Toscana (r. 1609-1621), Galileo intelligentemente nominò le lune di Giove che aveva scoperto le 'Stelle Medicee' in onore della famiglia Medici. Di fatto, nel 1610, Galileo venne designato ufficialmente quale matematico e filosofo naturale del duca (quest'ultimo titolo ora permetteva a Galileo di presentare teorie sulla posizione della Terra nell'universo, cosa che un umile matematico non poteva fare). Nel 1611, Galileo venne ammesso alla prestigiosa società scientifica di Roma chiamata Accademia dei Lincei. Nel 1612, nel Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua Galileo attaccò la filosofia naturale aristotelica. Nel 1613, Galileo presentò le sue teorie a favore di Copernico nella Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti, un'opera che mise lo scienziato in seri guai.

Il Processo di Galileo

Tolomeo aveva presentato la teoria dove la Terra era il centro dell'Universo con tutto che le ruotava attorno. Alla chiesa cristiana piaceva l'idea in quanto collocava l'umanità al centro delle cose. Copernico presentò la sua teoria dove era il Sole ad essere al centro e la Terra e gli altri pianeti ruotavano attorno ad esso. Questo in particolare, non piaceva alla chiesa cattolica. Quando Galileo si affiancò a Copernico, la cui opera venne inserita tra i libri proibiti della chiesa cattolica nel 1616, egli si mise nella condizione della possibilità di essere censurato ufficialmente per eresia. Galileo non smentiva l'esistenza di Dio ma, forse in modo cruciale, si era fatto molti nemici personali durante gli anni oltre a quelli istituzionali. Vi era, per esempio, un'importante disputa con l'astronomo gesuita Christoph Scheiner (1573-1650). Galileo, pare, aveva una particolare capacità nello stuzzicare la gente nel modo sbagliato (questa fu una ragione per la quale precedentemente lasciò Pisa per andare a Padova nel 1592). Il suo piacere nel prendere in giro le convinzioni degli altri e la sua abilità nella discussione filosofica in cui demoliva tali convinzioni gli fece avere pochi amici come ne aveva avuti Socrate nell'Atene del V secolo a.C. Per contro, Galileo era anche bravo nel crearsi amici e sostenitori in quanto era "un energico pubblicista delle proprie idee ed un superbo comunicatore di idee tecniche" (Henry, 29). In breve, Galileo era un problema vischioso per la chiesa.

La maggior parte degli astronomi di fatto non erano interessati a sfidare l'ortodossia religiosa e non vedevano le loro nuove scoperte mediante l'utilizzo del telescopio od altri strumenti come necessariamente una sfida all'universo creato così come decritto nella Bibbia. Galileo considerava la teologia e la filosofia naturale quali materie interamente nuove. Ciò che egli stava facendo era mostrare che il mondo fisico sulla Terra era interamente collegato in termini di materia e leggi fisiche a ciò che poteva essere osservato nei cieli. Questo andava contro la visione aristotelica tradizionale. Alla fine, le opere di Galileo non furono bandite dalla Chiesa, ma egli venne preso da parte e privatamente ammonito dal cardinale Roberto Bellarmino (1542-1621). Galileo era oramai un personaggio famoso, specialmente perchè scriveva le proprie opere in italiano piuttosto che nel più restrittivo latino per il pubblico utilizzato dalla maggior parte degli altri grandi pensatori. Le opere di Galileo vennero tradotte anche in molte altre lingue poco dopo la loro pubblicazione. Nel corso di una riunione del 26 febbraio 1616, Galileo fu esortato a non sostenere le sue teorie a favore di Copernico, che pareva contraddicessero la Bibbia. Egli fece così per un po di tempo, ma la visione dell'universo di Copernico stava divenendo sempre più ampiamente accettata a seguito delle ricerche di altri astronomi. Vi era, anche, una terra di mezzo, con Tycho Brahe (1546-1601) che notoriamente sosteneva il compromesso secondo cui il Sole orbitava intorno alla Terra e gli altri pianeti orbitavano intorno al Sole. In breve, il problema su cosa orbitasse intorno a cosa non si risolveva, indipendentemente da quanto la Chiesa volesse spazzare via le investigazioni degli astronomi sotto il tappeto celeste della dottrina accettata.

Nel 1632, Galileo scrisse il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo. Qui, egli ha due grandi pensatori, uno a favore di Tolomeo e l'altro a favore di Copernico, che discutono la questione di quali corpi ruotano attorno a cosa nella nostra galassia (e fino ad ora, Galileo era convinto che ciò che si poteva osservare attraverso un telescopio era solamente una galassia e non l'intero universo). Vi è un terzo soggetto, un pensatore neutrale che è profondamente persuaso nel voler accettare il modello di Copernico. Significativamente, il pensatore a favore di Tolomeo si chiama Simplicio (sospettosamente indicativo di 'sempliciotto'), e l'altro, verosimilmente essendo lo stesso Galileo, si chiama Salviati (accennando alla salvezza attraverso la corretta conoscenza). il Dialogo era un passo di troppo per la Chiesa, e Galileo venne accusato di eresia. Egli venne trascinato di fronte ad una commissione d'inchiesta nel 1633. Trovato colpevole, Galileo dovette desistere dal promuovere teorie a favore di Copernico, e venne obbligato agli arresti domiciliari nella propria casa a Firenze per il resto della sua vita. Egli doveva anche recitare i salmi penitenziali una volta a settimana per i successivi tre anni, una punizione secondaria ma senza dubbio fastidiosa per un uomo che attribuiva così tanto valore al proprio tempo.

Galileo forse divenne un nemico del cattolicesimo, ma il suo caso ha determinati elementi unici, non ultimo il lungo elenco di nemici creati dallo scienziato che ora colsero la loro occasione di vendetta. Come annota lo storico J. Henry, "Il caso Galileo non dovrebbe essere preso quale indicatore generico dei rapporti tra scienza e religione del primo periodo moderno" (86).

Morte e Lascito

Galileo passò il resto della sua vita architettando un orologio a pendolo, e scrisse un sommario di tutte le sue opere sulla fisica in Due nuove scienze, terminato nel 1638, ma, a causa del suo processo e condanna, pubblicato a Leida nei Paesi Bassi. Galileo alla fine perse la vista (osservare continuamente attraverso le lenti potrebbe essere stata la causa di ciò), e sofferse di artrite. La tranquillità del suo forzato ritiro veniva solo interrotto dalle visite occasionali di estranei come il poeta John Milton.

Galileo continuò i suoi studi, specialmente relativi al pendolo ed il tentativo di trovare un supporto funzionale per la navigazione per i marinai, ma proprio come il suo mondo visivo si era ridotto dalle stelle alla mano davanti al suo viso, la fine si stava approssimando. "Non mi fermo con le mie speculazioni, anche se con danno considerevole per la mia salute, in quanto insieme ai miei altri problemi esse mi privano del sonno, che aumenta la mia melanconia di notte" (Heilbron, 348). Galileo morì il giorno 8 gennaio 1642; aveva 77 anni. I suoi resti vennero sepolti nella chiesa di Santa Croce a Firenze.

Altri pensatori seguirono e svilupparono e molto spesso corressero le idee presentate da Galileo. Giovanni Keplero creò un nuovo modello dell'universo dove i pianeti si muovevano in orbite ellittiche, non in cerchi perfetti come aveva pensato Galileo. Isaac Newton (1642-1727) scoprì la forza di gravità, e ciò spiegò i fenomeni che avevano reso perplesso Galileo, tipo come facevano a ruotare i pianeti, come riuscivano a mantenere le proprie lune, e muoversi a velocità diverse a secondo della loro distanza dal Sole. Galileo, comunque, aveva dato un contributo molto più duraturo alla conoscenza del mondo rispetto a qualsiasi altra scoperta o teoria specifica. Galileo aveva combinato in modo unico la teoria della matematica, le osservazioni di filosofia naturale, e l'utilizzo ripetuto della sperimentazione per la verifica delle ipotesi. Come conseguenza, egli creò una nuova e più rigorosa metodologia di ricerca che divenne l'approcio consuetudinario adottato da tutti gli altri pensatori seri durante la Rivoluzione Scientifica, un periodo in cui la scienza cercava incessantemente risposte nuove e definitive alle domande che l’umanità si era posta da millenni.