1. Cos'è la Fisica.


La parola Fisica deriva dal Greco antico φυσικη (pron. physike) da φυσις (pron. physis) che significa natura e significa letteralmente scienza della natura o meglio, riprendendo la traduzione latina di questa parola dal titolo del famoso poema filosofico di Lucrezio, rerum natura, cioè l'essenza delle cose.

Per vivere meglio, o anche solo per sopravvivere, gli uomini hanno bisogno di capire le proprietà fondamentali di se stessi e del loro ambiente, cercando regolarità nel flusso continuo delle sensazioni per poter prevedere cosa li aspetta e, potendo, intervenire sull'ambiente per renderlo più favorevole ai propri bisogni. Sono stati così prodotti dalle varie civiltà umane vari metodi di correlazione dei fatti naturali e umani, metodi che andavano oltre l'immediatezza dei fatti stessi interpretandoli come conseguenze di cause prime che, anche se non immediatamente percepibili, costituivano il vero punto di partenza per la comprensione di sè e del mondo.

La Filosofia (φιλοσοφια = desiderio di conoscenza) nasce quando queste cause prime non sono più cercate oltre l'uomo e la natura, con spiegazioni di tipo mitologico o religioso, ma nell'uomo e nella natura stessa. Questo è ciò che fecero i primi filosofi greci della Ionia, detti appunto Fisici, circa nel 600 a. C. come Talete che, a quanto si racconta, individuò il principio primo delle cose, cioè la αρχη (pron. arché) nell'acqua, o Pitagora, per cui, a quanto si racconta, principi primi delle cose erano i numeri.

Praticamente tutti i filosofi greci dell'antichità classica si impegnarono poi in questo tipo di ricerca come elemento fondamentale della loro filosofia . La Fisica era quindi la Filosofia Naturale, parte integrante della Filosofia, non disgiunto o peggio antitetico ad essa, come invece succede spesso oggi, soprattutto in Italia, e il suo campo di ricerca era esteso a tutti i fatti naturali, cioè comprendeva tutte gli studi che noi oggi chiamiamo Scienze Naturali: astronomia, meccanica, chimica, geografia, meteorologia, medicina, zoologia, botanica, ecc.

La Matematica, frutto di pura attività mentale, non può essere considerata una scienza naturale e in effetti le sue interazioni con le scienze naturali nella cultura greca furono quasi nulle. La Filosofia Naturale greca era sostanzialmente qualitativa: cercava relazioni tra qualità con scarsa attenzione all'intensità di queste qualità. Ad esempio nel De Rerum Natura dell' epicureo Lucrezio, che come si è detto è in larga parte un trattato di Filosofia Naturale, non c'è traccia di Matematica. Lo stesso si può dire della opere di Filosofia Naturale delle scuole di Platone e di Aristotele.

Uniche eccezioni a questa impostazione di base, nella cultura greca, furono:

La Matematica greca, va ricordato, era essenzialmente geometria (quella di Euclide per esempio) e quindi le relazioni tra intensità erano espresse da teoremi basati spesso sulla ricerca di proporzionalità.

La scuola pitagorica, anche per il suo carattere di setta elitaria, rimase decisamente minoritaria e assunse aspetti mistico-magici.

I pochi studiosi medioevali che, anche tramite l'intermediazione della cultura araba che aveva a sua volta assorbito profondamente la cultura greca classica, poterono proseguire queste ricerche, mantennero sostanzialmente questa impostazione, sforzandosi di armonizzare quello che conoscevano della Filosofia e della Scienza degli antichi con quella che consideravano la fonte prima di ogni verità, cioè la Rivelazione Divina contenuta nella Bibbia.

La Scienza in senso moderno è nata nel Seicento, al termine del Rinascimento, periodo in cui gli studiosi di tutta Europa recuperarono alcuni dei testi fondamentali della cultura antica, e dopo la pubblicazione del De revolutionibus orbium coelestium (Le orbite dei corpi celesti) N.Copernico, opera nella quale l'astronomo polacco recuperava l'eliocentrismo sostenuto da alcuni pitagorici dell'antichità, in contrasto con il geocentrismo sostenuto da Aristotele e dalla tradizione cristiana.

Fu soprattutto G. Galilei che, sviluppando i metodi già delineati nelle opere di Archimede, pose le basi di un nuovo modo di affrontare lo studio della natura con la definizione di quello che oggi viene denominato il metodo scientifico.

Dedicandosi in particolare allo studio dei movimenti, cioè alla Meccanica, Galileo cercò precise relazioni quantitative tra le intensità degli aspetti che li caratterizzano: posizioni, tempi, velocità e accelerazioni. Queste relazioni devono essere stabilite in modo preciso, esprimibile con il linguaggio della Matematica, e devono essere verificabili con misurazioni da eseguire dopo aver eliminato le possibili interferenze dovute ad aspetti inessenziali.

Con Galileo quindi, per la prima volta nella storia della Filosofia Naturale, la conoscenza non si basa sulla pura speculazione e tantomeno all'autorità di qualche mente geniale, ma sull'osservazione accurata e la valutazione minuziosa delle intensità degli aspetti più rilevanti dei fatti naturali e sulla definizione di relazioni costanti tra queste intensità, relazioni che possono essere enunciate da proposizioni matematiche.

Questa metodologia non può essere applicata a tanti altri fatti di interesse umano, come la morale, l'estetica, la psicologia, la politica, ecc. per cui la Filosofia Naturale acquista una sua precisa autonomia rispetto agli altri campi di indagine filosofica e diventa la Scienza e in particolare la Fisica come la intendiamo oggi.

La Matematica di Galileo era ancora la Geometria di Euclide e quindi faticosa da adattare alle esigenze della Fisica. Ma il metodo galileiano fu notevolmente corroborato dagli sviluppi contemporanei e successivi della Matematica con il perfezionamento della notazione algebrica (F. Viète) e lo sviluppo della Geometria Analitica (R. Descartes) e del Calcolo Infinitesimale (G. Leibniz e I. Newton) e conobbe il suo successo definitivo con la pubblicazione del trattato di Newton intitolato Philosofiae Naturalis Principia Mathematica. Quest'opera infatti mostrò come i principi e i metodi matematici della nuova Scienza fossero in grado di descrivere e prevedere sia i movimenti sulla Terra (cadute di pesi, pendoli, proiettili) sia i movimenti nel cielo (orbite planetarie).