Isaac Newton
(Woolsthorpe, Lincolnshire, 1642 - 1727)
Le prime ricerche di Newton sono relative all'ottica e lo
portano alla conclusione che la luce bianca è composta di
colori differenti, dovuti al diverso angolo di rifrazione dei raggi
luminosi. Tale risultato consente di affermare che i colori
sono la risultante di un fenomeno fisico e non una semplice
percezione soggettiva.
In queste ricerche di ottica Newton segue il
metodo induttivo-sperimentale delineato da
Bacon e Galilei.
Rilevante è l'approccio matematico ai dati,
che devono essere quantificabili nella
fase osservativo-sperimentale, da cui trarre
leggi generali, che esprimono rapporti
costanti tra i fenomeni stessi.
Il metodo induttivo, tuttavia, presenta un serio problema di
ordine logico e metodologico: passare dall'osservazione di un
numero di casi comunque limitati ad una legge universale non
presenta alcun elemento di necessità logica. Per questo
Newton ritiene indispensabile integrare il metodo induttivo
con le quattro regole del filosofare.
La prima regola del filosofare stabilisce la semplicità della natura,
quindi se si identifica una causa per un fenomeno non è
necessario cercarne altre. Ciò impedisce di cercare e trovare
spiegazioni metafisiche per un fenomeno di cui si conosce la causa
fisica.
La seconda regola è quella dell'uniformità della natura, per cui
effetti simili sono prodotti dalle stesse cause. Ciò comporta che il
nesso causale è generalizzabile
La terza regola del filosofare afferma
l'omogeneità della natura, ovvero che la natura è
regolare e si comporta sempre nella stessa
maniera e che la materia possiede delle
caratteristiche universali.
La quarta e ultima regola del filosofare stabilisce
che quanto affermato induttivamente sulla base
dell'osservazione dei fenomeni non può essere
smentito da ipotesi astratte ma solo da fenomeni
contrari.
I problemi latenti del metodo induttivo
spingono Newton, nel suo sforzo di
matematizzazione della scienza, ad
elaborare un metodo induttivo-deduttivo:
dall'osservazione sperimentale si passa
all'elaborazione di leggi universali, che
costituiscono un corpus teorico assieme
ad assiomi e definizioni da cui è
possibile dedurre i fenomeni osservabili,
determinandone e dimostrandone la
ragion d'essere e la necessità.
Una delle definizioni cui
perviene Newton è quella
di massa, che è la misura
della quantità di materia
ricavata dal prodotto della
densità per il volume. In tal
modo,
separando
la
nozione di massa da quella
di peso si giunge a porre le
fondamenta di una nuova
fisica.
Da assiomi e definizioni, Newton arriva ad elaborare le tre
leggi del moto, valide sia per la fisica celeste che per quella
terrestre: le leggi che Galileo, Cartesio, Keplero avevano già
individuato vengono dedotte dagli assiomi e dalle definizioni,
risultando così connesse in un sistema complessivo,
intimamente coerente.
1) In assenza di forze, un "corpo" in quiete resta in quiete, e un
corpo che si muova a velocità rettilinea e uniforme continua così
indefinitamente.
1) Quando una forza è applicata a un oggetto, esso accelera.
L'accelerazione a è nella direzione della forza ed è proporzionale
alla sua grandezza, ed è inversamente proporzionale alla massa
dell'oggetto.
1) "Per ogni azione esiste una reazione uguale e contraria". In
modo più esplicito: le forze sono sempre prodotte a coppie, con
uguale grandezza e verso opposto. Se il corpo n.1 esercita una
forza F sul corpo n.2, allora il corpo n.2 eserciterà sul corpo n.1
una forza di uguale grandezza e di verso opposto.
Da queste leggi e dalle definizioni, Newton deduce corollari e
teoremi in grado di spiegare tutti i fenomeni connessi con il moto.
La mappa è curata da Joseph Novak ed è tratta da
http://85.47.105.117/documentimappe/mappe.htm
La mappa è curata da Joseph Novak ed è tratta da
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Tra le definizioni basilari del sistema
newtoniano ci sono quelle relative allo
spazio assoluto ed al tempo assoluto visti
come riferimenti invarianti dei moti e della
durata.
Tempo e spazio assoluto costituiscono “il
luogo” di svolgimento dei fenomeni, non
sono osservabili né misurabili, ma sono
ricavati teoricamente come postulati. Ne
consegue che una delle tesi fondamentali
del pensiero newtoniano è ricavata per via
di ipotesi, la cui correttezza metodologica
Newton aveva escluso nella sua definizione
del metodo induttivo-deduttivo.
Tra le leggi generali, quella della gravitazione universale è senza
dubbio la più importante.
La formula della gravitazione universale di Newton afferma
essenzialmente che la forza gravitazionale fra due corpi è
direttamente proporzionale alle masse dei due corpi ed
inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra essi.
F = G mM/r2
La mappa è curata da Joseph Novak ed è tratta da
http://85.47.105.117/documentimappe/mappe.htm
La teoria della gravitazione universale di Newton
rappresenta il primo grande esempio di unificazione delle
leggi fisiche della storia: tutti i fenomeni gravitazionali
presenti nell'universo vengono spiegati con una semplice
formula .
La caduta dei gravi, compresa la famosa mela che mai
centrò la testa di Newton, il moto della luna e dei pianeti
attorno al sole, il moto delle stelle, tutti questi fenomeni
sono descritti con grande precisione da una sola formula.
La legge della gravitazione universale si applica anche alla
materia elementare che risulta composta da atomi tenuti
insieme da una forza gravitazionale.
Newton, tuttavia, ritiene che la fisica non possa andare
oltre i limiti della natura: per comprendere il senso del
mondo e la struttura finalistica che esso sembra
possedere non si può fare a meno di pensare ad una
causa ultima e ad un principio ordinatore assoluto. Tale
causa e tale principio sono identificati con Dio.
E tuttavia, la presenza latente di Dio nella fisica
newtoniana non ha la stessa funzione risolutiva che ha in
quella cartesiana, benché sia pensata per risolvere il
problema dell'entropia come principio equilibratore.
Queste posizioni non devono in ogni caso sorprendere:
Newton è comunque un uomo del suo tempo e non può
abbandonare del tutto atteggiamenti caratteristici della
sua epoca anche se, ai nostri occhi, contraddittori con lo
spirito scientifico.
Del resto Newton dedicò una parte rilevante della sua
vita di ricercatore all'alchimia, una pratica più orientata
alla magia che alla chimica che da essa sarebbe nata.
Ma Newton fu anche uno degli scopritori del calcolo
combinatorio e grande scienziato nel senso moderno del
termine.
VOLPONES – NUNNARI 2010
