Galileo e il metodo sperimentale

Galileo Galilei (1564–1642) è comunemente considerato il fondatore del metodo sperimentale moderno. Prima di lui, la fisica era dominata dall’autorità di Aristotele, secondo cui i corpi cadevano con velocità proporzionale al loro peso. Galileo ebbe il coraggio di sottoporre questa affermazione al giudizio dell’esperimento, un atto rivoluzionario per l’epoca (Simonyi 2012, cap. 3).

Non potendo misurare direttamente la caduta libera, troppo rapida per i cronometri dell’epoca, ebbe l’idea geniale di “diluire” la gravità facendo rotolare sfere di bronzo lungo piani inclinati (con un’inclinazione di $1{,}7°$ rispetto all’orizzontale). Misurava i tempi con un orologio ad acqua: pesava l’acqua che sgocciolava da un contenitore durante ogni discesa. Con questo apparato dimostrò che lo spazio percorso cresce come il quadrato del tempo, $s \propto t^2$, e che gli spazi percorsi in intervalli di tempo successivi uguali seguono la sequenza dei numeri dispari — $1, 3, 5, 7, \ldots$ — una scoperta che lui stesso riteneva “mirabile”.

La leggenda della Torre di Pisa

La leggenda di Galileo che lascia cadere due palle di massa diversa dalla torre pendente per dimostrare che arrivano insieme è riportata dal suo primo biografo Vincenzio Viviani, ma gli storici moderni sono scettici: probabilmente è un aneddoto inventato per glorificare il maestro. Ma l’esperimento è plausibile e cattura l’essenza del metodo galileiano: mettere alla prova le idee con l’esperimento, non con l’autorità (Drake 2001, cap. 2; Buchwald e Fox 2014).

L’aspetto filosoficamente più rivoluzionario del lavoro di Galileo è l’idealizzazione: la nozione che la “vera legge” della caduta valga nel vuoto (senza attrito, senza resistenza dell’aria), e che la realtà vada approssimata a quella legge ideale. Jammer sottolinea come questa separazione tra “essenza matematica” e “imperfezione reale” sia alla base della fisica moderna (Jammer 1957, cap. 5).

Per le opere citate si veda Riferimenti bibliografici.

Collegamenti

Argomenti: Cinematica Concetti: Caduta libera

Esercizi collegati: Vero o falso sulla caduta libera · Stima di g con una biglia · Vero o falso su velocità e accelerazione