Galileo e il libro della natura

Pisa, 1591. Una mattina d'estate. Un professore di matematica di ventisette anni, Galileo Galilei, sale i 294 gradini della Torre Pendente con due palle di metallo di peso diverso. Arrivato in cima, si sporge dalla balaustra, allunga le braccia all'esterno, e lascia cadere le palle nello stesso istante.

Probabilmente non è andata davvero così. L'episodio della Torre di Pisa è quasi certamente una leggenda costruita dopo la morte di Galileo dal suo allievo Vincenzo Viviani. Ma la leggenda è esatta nel senso profondo: cattura quello che Galileo ha fatto davvero alla cultura del suo tempo. Ha tirato giù le idee dall'aula e le ha lasciate cadere nella realtà, per vedere se reggevano.

Aristotele e la fisica del senso comune

Per duemila anni, prima di Galileo, la fisica si studiava sui libri di Aristotele. Quei libri dicevano cose ragionevoli, cose che il senso comune confermava. Per esempio: un corpo pesante cade più velocemente di uno leggero. Una piuma scende lenta, una pietra scende veloce. Tutti l'avevano sotto gli occhi.

Aristotele aveva costruito su questa osservazione tutta la sua dottrina del moto. I corpi pesanti hanno una "tendenza naturale" a tornare verso il basso — la terra. Più sono pesanti, più questa tendenza è forte, più rapidamente cadono. Tutto il sistema fisico aristotelico si reggeva su questa intuizione del senso comune, ed era stato studiato senza essere mai messo in discussione per ottanta generazioni.

Galileo fa una cosa che a noi sembra ovvia ma a lui valse una rivoluzione: prova a verificare. Sale su una torre, lascia cadere due pesi diversi, guarda cosa succede.

Cosa succede è che cadono insieme. Lo stesso istante. Aristotele si era sbagliato. Per duemila anni avevamo studiato il moto sulla base di un errore.

Il libro della natura è scritto in lingua matematica

Da quell'esperimento Galileo trae una conclusione che cambia per sempre il modo di fare scienza. La natura non si capisce leggendo i libri antichi: si capisce osservandola, misurandola, sperimentando. E soprattutto si capisce con la matematica.

In una pagina celebre del Saggiatore, scritto nel 1623, Galileo formula questa idea con parole diventate famose. La filosofia, scrive, è scritta in un grandissimo libro che continuamente sta aperto innanzi agli occhi nostri — l'universo. Ma non si può intendere, se prima non si impara a leggere la lingua e a conoscere i caratteri nei quali è scritto. Quella lingua è la matematica. I suoi caratteri sono triangoli, cerchi, e altre figure geometriche. Senza questi, è impossibile capire una sola parola.

È una rivoluzione filosofica enorme. La natura non parla in latino, in greco, in italiano. Parla in equazioni. Per capirla bisogna imparare a leggerla nella sua lingua.

Il telescopio

Nel 1609 Galileo viene a sapere che in Olanda hanno costruito uno strumento che ingrandisce le cose lontane. Lui non l'ha mai visto, sa solo che funziona con due lenti messe in fila. Ma capisce subito le possibilità. In poche settimane costruisce il proprio telescopio, lo perfeziona, e fa qualcosa che a nessuno era ancora venuto in mente: lo punta verso il cielo.

Quello che vede in pochi mesi, fra il 1609 e il 1610, riscrive l'astronomia. La Luna non è una sfera liscia di cristallo come Aristotele insegnava: ha montagne, valli, crateri. Giove ha quattro lune che gli girano attorno — il che dimostra che non tutti i corpi celesti girano attorno alla Terra. La Via Lattea non è una nebbia, ma un'enorme quantità di stelle troppo lontane per essere viste a occhio nudo. Venere ha le fasi come la Luna — il che significa che gira attorno al Sole, non attorno alla Terra.

Pubblica questi risultati in un libretto di settanta pagine, il Sidereus Nuncius, "il messaggero stellare". Esce a Venezia nel marzo del 1610. In tre mesi tutta l'Europa ne parla. Galileo diventa, da un giorno all'altro, lo scienziato più famoso del mondo.

Il processo

Il problema è che le sue scoperte mettono in crisi non solo Aristotele, ma anche un'interpretazione letterale della Bibbia. Nella Scrittura sembra che la Terra sia immobile e che il Sole le giri attorno. Galileo, sostenendo Copernico, dice il contrario.

Per qualche anno la Chiesa cattolica tollera. Poi, nel 1616, la dottrina copernicana viene condannata. Galileo riceve l'avvertimento di non sostenerla più come verità ma solo come ipotesi matematica. Per quindici anni obbedisce. Poi, nel 1632, pubblica il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, dove di fatto difende Copernico. È un libro brillante, ironico, ma per Roma è troppo. Galileo viene processato dall'Inquisizione, condannato, costretto ad abiurare nel 1633. Ha sessantanove anni. Passa gli ultimi otto anni della sua vita agli arresti domiciliari nella villa di Arcetri.

La leggenda dice che, dopo aver abiurato, Galileo abbia bisbigliato "Eppur si muove". Probabilmente non l'ha mai detto. Ma anche qui, come per la Torre di Pisa, la leggenda dice qualcosa di vero. Galileo ha perso il processo, ma la sua idea di scienza ha vinto la storia.

L'eredità

Tre idee Galileo ha consegnato per sempre alla cultura occidentale.

La prima è il metodo sperimentale. Le teorie devono essere messe alla prova con esperimenti, non difese citando l'autorità degli antichi. Se un esperimento smentisce una teoria, è la teoria che deve cambiare. Tutta la scienza moderna è figlia di questa intuizione.

La seconda è la matematizzazione della natura. La realtà fisica si capisce misurandola, scrivendola in equazioni, riducendola a relazioni quantitative. Da Galileo a Newton, da Newton a Einstein, è la stessa strada.

La terza, più amara, è il conflitto fra ricerca libera e potere. Galileo è il primo grande scienziato moderno processato per le sue idee. Non sarà l'ultimo. Ma da lui in poi, la comunità scientifica ha imparato a difendere il proprio diritto a cercare la verità anche quando è scomoda. Quando oggi parliamo di libertà di ricerca, di autonomia delle università, di indipendenza della scienza dalla politica, parliamo di qualcosa che Galileo ha pagato con otto anni di prigionia in casa propria.

Nel prossimo quaderno facciamo un salto di due secoli. La rivoluzione scientifica iniziata da Galileo è arrivata fino in fondo. Adesso, in una Berlino che si sta svegliando dopo le guerre napoleoniche, un linguista, geografo, viaggiatore — Wilhelm von Humboldt — sta inventando l'università moderna. Quella in cui non si studia per ripetere il sapere antico, ma per scoprirne uno nuovo.