STORIA DELLA FISICA...
ARISTOTELE
Tutte le concezioni viste precedentemente furono soppiantate, nel secolo IV avanti Cristo, dal sistema fisico-filosofico di Aristotele, che ha fondato la fisica sull'osservazione, distinguendo tra due mondi, quello celeste e quello terrestre.
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| Raffaello, Aristotele (particolare de "La Scuola di Atene", Vaticano, Stanza della Segnatura, 1508-1511 |
Il mondo celeste, incorruttibile e inalterabile, è costituito da sfere concentriche, ognuna delle quali sostiene un pianeta, ed è limitato dalla sfera delle stelle fisse; i moti delle sfere, considerati naturali ed eterni, sono impressi da un motore primo immobile. Il mondo terrestre, o sublunare, d'altra parte, fermo al centro dell'Universo, è un miscuglio di vari elementi che tendono a portarsi verso i loro "luoghi naturali", rappresentati dalle sfere concentriche della terra, dell'acqua, dell'aria e del fuoco. I moti conseguenti sono considerati naturali in contrapposizione a quelli violenti che ostacolano o deviano gli oggetti dalla realizzazione di questo fine.
L'elemento essenziale della fisica del moto, cioè della meccanica, di Aristotele è che qualsiasi moto ha bisogno di una forza per potersi mantenere. La velocità del movimento risulta direttamente proporzionale alla forza che lo sostiene e inversamente proporzionale alla resistenza del mezzo nel quale si compie. Poiché nel vuoto la resistenza è nulla, in esso la velocità di un corpo dovrebbe essere infinita. Di conseguenza, per Aristotele, il vuoto non può esistere. La concezione aristotelica, per la sua coerenza e la capacità di giustificare il sistema astronomico di Tolomeo e di fornire una visione finalistica del mondo, accettata dal cristianesimo, ha avuto per secoli un incontrastato successo.
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| Modello Geocentrico |
Approfondimento: Aristotele e la Terra
Aristotele tratta nelle sue opere (in particolare nella Fisica) della conformazione dell'universo; egli propone un modello geocentrico, che pone cioè laTerra al centro dell'universo.
Per quanto riguarda la Terra, secondo Aristotele, è formata da quattro elementi: la terra, l'aria, il fuoco e l'acqua. Le varie composizioni degli elementi costituiscono tutto ciò che si trova nel mondo. Ogni elemento possiede due delle quattro qualità (o «attributi») della materia:
- il secco (terra e fuoco),
- l'umido (aria ed acqua),
- il freddo (acqua e terra),
- il caldo (fuoco e aria).
Ogni elemento ha la tendenza a rimanere o a tornare nel proprio luogo naturale, che per la terra e l'acqua è il basso, mentre per l'aria e il fuoco è l'alto. La Terra come pianeta, quindi, non può che stare al centro dell'universo, poiché è formata dai due elementi tendenti al basso, e il "basso assoluto" è proprio il centro dell'universo.
Riguardo a ciò che si trova oltre la Terra, Aristotele lo riteneva composto di un quinto elemento (o essenza): l'etere. L'etere, che non esiste sulla Terra, sarebbe privo di massa, invisibile e, soprattutto, eterno ed inalterabile: queste due ultime caratteristiche sanciscono un confine tra i luoghi sub-lunari del mutamento (la Terra) e i luoghi immutabili (il cosmo).
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| I quattro elementi e le loro relazioni |
COPERNICO
Solo molto più tardi hanno preso consistenza antichi problemi della fisica aristotelica rimasti irrisolti. Un momento decisivo del suo superamento è stato l'introduzione del sistema astronomico di Copernico che, ipotizzando l'eliocentrismo (il Sole al centro dell'Universo), era incompatibile con la fisica di Aristotele.
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| Copernico ed il suo modello del Sistema Solare |
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| Dipinto di Jan Matejko su Copernico |
GALILEO
E' stato Galileo Galilei a porre le basi della nuova fisica introducendo il moderno metodo scientifico.
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| Galileo Galilei dipinto da Justus Sustermans nel 1636 |
"Misura ciò che è misurabile, e rendi misurabile ciò che non lo è."
Il perfezionamento e l'uso sistematico del cannocchiale lo hanno portato a negare l'esistenza di due mondi nettamente distinti: il mondo è uno solo e le leggi che si ricavano studiando i fenomeni terrestri hanno validità in tutto l'Universo. Alla base della nuova meccanica,Galilei ha posto due principi fondamentali: il principio d'inerzia e quello di relatività (galileiana). Il primo scardina la distinzione aristotelica fra moti naturali e moti violenti. Il secondo consente di conservare le stesse forme matematiche delle leggi della meccanica.
Più tardi, sulla base dei suoi studi sulla caduta dei gravi, Isaac Newton ha risolto il problema delle forze che regolano il moto dei pianeti, sull'assunzione che la loro origine fosse la stessa di quelle che provocano la caduta dei corpi sulla Terra.
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| Isaac Newton |
Al fine di conferire un solido fondamento alla trattazione della nuova fisica, nella quale le relazioni tra gli eventi sono di tipo rigorosamente deterministico (legati da rapporti di causa ed effetto), Newton ha collocato tutti i fenomeni naturali in uno spazio e in un tempo assoluti, uno spazio e un tempo che costituivano, per così dire, il palcoscenico su cui si svolgono tutti gli eventi.
