Tesine

ISAAC NEWTON

Con "Philosophiae naturalis principia matematica" (1687) di Isaac Newton giunge a compimento e trova una coerente sistemazione, tanto sul piano del metodo quanto su quello delle soluzioni, la rivoluzione scientifica iniziata da Copernico. Tale testo è, infatti, destinato non solo a fornire gli elementi essenziali del credo scientifico e filosofico del XVIII secolo, ma anche a dare forma a quell'immagine dell'universo e delle sue leggi che sono parte integrante del patrimonio culturale dell'uomo contemporaneo. I principi della filosofia hanno carattere matematico: a differenza di Cartesio, Newton presenta in linguaggio matematico i principi della filosofia naturale e al tempo stesso fa propria la tradizione dello sperimentalismo, assumendo come costitutiva del metodo scientifico la diffidenza per le ipotesi non legate all'esperienza.
Seguendo il modello di Euclide, Newton parte dalle definizioni di massa, forza e movimento; fa seguire gli assiomi o leggi del moto; elenca i presupposti, che chiama proposizioni o lemmi; aggiunge i corollari e gli scolii (ovvero i commenti e le note esplicative). Il suo mondo, a differenza di quello di Cartesio, risulta composto non di due (estensione e movimento), ma di tre elementi: la materia, un numero infinito di particelle impenetrabili e immodificabili, ma non identiche; il movimento, uno stato relativo che non modifica in alcun modo le particelle ma si limita a trasportarle da una parte all'altra attraverso un vuoto infinito e omogeneo; e lo spazio, vale a dire il vuoto realmente infinito e omogeneo in cui, senza incontrare opposizione alcuna, quelle particelle (e i corpi da esse formati) compiono i loro movimenti. Il primo libro dei "Principia" è dedicato ai moti dei corpi soggetti all'azione di una forza centrale, nel caso ideale in cui tali corpi si trovino in un vuoto perfetto. Il secondo libro esamina invece i moti di questi stessi corpi immersi in un fluido più o meno resistente. Il terzo libro, infine, tratta "l'ordinamento del sistema del mondo" e si apre con queste parole: "Nei libri precedenti ho trattato i Principi della Filosofia, non filosofici tuttavia, ma soltanto matematici, a partire dai quali si può discutere di cose filosofiche. Queste sono le leggi e le condizioni dei moti e delle forze, che si riferiscono massimamente alla filosofia. Tuttavia, affinché non sembrassero vuoti, ho illustrato le medesime cose con alcuni scolii filosofici, trattando quelle cose che sono generali, e sulle quali, massimamente, la filosofia sembra essere fondata, come la densità e la resistenza dei corpi, gli spazi vuoti di corpi, il moto della luce e dei suoni. Rimane da insegnare, a partire dai medesimi principi, l'ordinamento del sistema del mondo". Dopo aver enunciato quattro "regole del filosofare", ovvero i quattro principi cardine del metodo scientifico, Newton passa a descrivere il proprio sistema. Mostra che i moti dei satelliti di Giove e di Saturno, e quelli della Terra e dei pianeti attorno al Sole, obbediscono alle leggi di Keplero. Calcola la massa della Terra, mostra che la precessione degli equinozi è dovuta alla forma della Terra e all'inclinazione del suo asse, che a sua volta dipende dall'effetto combinato dell'attrazione esercitata dalla Luna e dal Sole. Il combinarsi delle forze esercitate sulla Terra dalla Luna e dal Sole offre anche una soddisfacente spiegazione del fenomeno delle maree. Le comete, la cui improvvisa e inesplicabile apparizione era sembrata per millenni una smentita alla regolarità dei corpi celesti, vengono ricondotte all'interno del sistema solare. La legge della gravitazione universale, enunciata nel terzo libro, afferma che due corpi nell'universo si attraggono l'un l'altro con una forza (la gravità) direttamente proporzionale al prodotto delle due masse e inversamente proporzionale al quadrato delle distanze che li separa. "G" è un fattore costante, che assume sempre lo stesso valore, sia nel rapporto di mutua interazione fra la Terra e una mela, fra la Terra e la Luna, fra il Sole e Mercurio, oppure fra due stelle. Newton giunge così a formulare una sola legge capace di spiegare contemporaneamente il comportamento di un oggetto che cade sulla superficie terrestre, quello dei pianeti attorno al Sole e il fenomeno delle maree. Un'unica forza è in grado di mantenere i pianeti nelle loro orbite, di provocare la caduta dei gravi e di causare le maree. Ne risulta un quadro unitario del mondo e una definitiva riunione della fisica terrestre e della fisica celeste. Cade il dogma di una differenza essenziale fra i cieli e la Terra, fra la meccanica e l'astronomia. E viene spezzato quel mito della circolarità che aveva condizionato per più di un millennio lo sviluppo della fisica. Nello Scholium generale, aggiunto alla seconda edizione dell'opera (1713), Newton si pone, quindi, il problema della regolarità dei moti planetari. A suo avviso, non può dipendere da principi meccanici. L'essere del mondo non trova il suo fondamento in quei principi ed è necessario fare appello alle cause finali, alla teleologia. Da una cieca casualità non può nascere la varietà delle cose create: il cieco fato non potrebbe mai far muovere tutti i pianeti nella stessa direzione in orbite concentriche. L'uniformità del sistema planetario è, secondo Newton, il risultato di una scelta, la scelta di un essere onnipotente e intelligente: il Dio trascendente e personale che Newton pone in tutto lo spazio come suo sensorium. Egli "regge le cose non come l'anima del mondo, ma come Signore dell'universo". L'ultima parte dello Scholium ritorna sul tema della gravità. Newton, come afferma lui stesso, ha fatto ricorso a quella forza per spiegare i fenomeni del cielo e del nostro mare, ma non ha stabilito la sua causa: "Non sono ancora riuscito a dedurre dai fenomeni le ragioni delle proprietà della gravità e non invento ipotesi. Qualunque cosa, infatti, non deducibile dai fenomeni va chiamata ipotesi, e nella filosofia sperimentale non trovano posto le ipotesi, siano esse metafisiche o fisiche, occulte o meccaniche. In questa filosofia le proposizioni sono dedotte dai fenomeni e sono rese generali per induzione: fu così che diventarono note l'impenetrabilità, la mobilità e l'impulso dei corpi, le leggi del moto e la gravità. Ed è sufficiente che la gravità esista, agisca secondo le leggi da noi esposte, e pieghi tutti i movimenti celesti e del nostro mare".

 

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