filosofisica del cosmo

di Claudio Tirabasso e Alba Forni

... le cose si trasformano l’una nell’altra secondo necessità e si rendono giustizia secondo l’ordine del tempo ...
     Anassimandro
le Scienze n.644, Stefania Infante, La tenda magica

INTRO

E’ senz’altro vero che Galileo si contrappone agli aristotelici prediligendo lo studio della natura alla lettura di libri, ma non è vero che si contrappone all’ aristotelismo in generale. E’ curioso come nel Dialogo sopra i massimi sistemi del mondo, tolemaico e copernicano ad un certo punto compaia un aristotelico di nome Simplicio al quale il personaggio portavoce della teoria copernicana fa notare razionalmente tramite una serie di passaggi come l’eliocentrismo funzioni perfettamente; Simplicio risponde che sono affermazioni bellissime e non esiterebbe ad accettarle se Aristotele non avesse detto il contrario. E’ evidente come Galileo voglia qui sottolineare, tra l’altro, come ai suoi tempi ad opporsi all’ eliocentrismo non fosse solo la Chiesa, ma anche la tradizione aristotelica (oltre al senso comune: pare infatti ovvio a tutti noi che viviamo sulla Terra di essere al centro dell’ universo e che la Terra stia ferma). Però la polemica galileiana è rivolta non ad Aristotele, ma agli aristotelici della sua epoca, che stimano il filosofare non tendere ad altro che al non si lasciar persuader mai altra opinione che quella d’ Aristotile; d’altronde Galileo è pienamente consapevole di come gli aristotelici del 1600 siano altra cosa rispetto al maestro Aristotele: sa benissimo che a differenza degli aristotelici, che badano solo ai libri cartacei, Aristotele è interessatissimo all’ esperienza: Aristotele deride quelli che lasciano l’esperienze sensate, per seguire un discorso che può essere fallacissimo. Galileo invece afferma in risposta agli aristotelici che lo accusano di non prestar fede ai libri di Aristotele che se Aristotele potesse rivivere sceglierebbe senz’altro lui come suo discepolo e non tutti loro, eccessivamente legati ad una cultura libresca: … ma gli ingegni vulgari timidi e servili, che altrettano confidano, sopra l’ autorità  di un altro, quando vilmente diffidan del proprio discorso, pensando potersi di quella fare scudo, nò più oltre credon che si estenda l’ obbligo loro, che a interpretare, essendo uomini, i detti di un altr’ uomo, rivolgendo notte e giorno gli occhi intorno ad un mondo dipinto sopra certe carte, senza mai sollevargli a quello vero e reale, che, fabbricato dalle proprie mani di Dio, ci sta, per nostro insegnamento, sempre aperto innanzi. In effetti Aristotele era molto più vicino a Galileo che non agli aristotelici del 1600 come modo di operare questi ultimi, invece di avvalersi dell’esperienza sensibile e della ragione (che secondo Galileo ha podestà  assoluta), si affaticano solo per salvar il testo d’ Aristotile, come che il filosofare altro non sia che il solo procurar d’ intender questo libro e sottilizzar per difenderlo dalle sensate e manifeste esperienze e ragioni in contrario. In effetti Aristotele era un grandissimo e attentissimo esaminatore della natura e ne sono prova le sue opere biologiche e se a questi secoli fosse vivo, cangerebbe molte sue opinioni; anzi, non è scorretto affermare che Aristotele seguisse l’esperienza ancora di più di quanto fa Galileo. 
Dunque le lezioni seguenti sono basate su diverse conversazioni sceniche tra
Aristotele e Galilei, che mostrano opinioni contrarie dei due personaggi principali. Oltre a questo, si possono anche identificare i loro diversi metodi di lavoro scientifico. Confrontando i diversi punti di vista, gli alunni devono essere incoraggiati a riflettere criticamente sulle proprie convinzioni e di svilupparle ulteriormente nella direzione di una visione più moderna.
Il caso di studio riguarda anche la domanda, fino a che punto dovrebbe la matematica essere inteso come il linguaggio della natura. Galilei ha rappresentato esplicitamente questa convinzione studiando il moto dei corpi lasciati alla gravità (caduta libera). I dialoghi scenici tra Aristotele e Galilei mostrano in modo esemplare di quanto controversi i risultati della scienza possono essere. 
Le controversie scientifiche non sono un caso o una situazione eccezionale della scienza. Il modo di studiare le scienze di Galilei (idealizzazione, matematizzazione e sperimentazione) sono nuovi per i suoi tempi. Le polemiche contro cui Galilei ha dovuto lottare sono da leggere nel suo contesto storico e culturale.

BAGAGLIO

* Cosmologie antichi greci
* Platone 
* Aristotele 
* L'origine e il vuoto

STRUMENTI

* De caelo d Aristotele
* Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo di Galileo Galilei
* Genesi di Guido Tonelli

DESCRIZIONE

COSMOLOGIE ANTICHE

Praticamente tutte le culture possiedono una cosmogonia, cioè una spiegazione di carattere mitologico della nascita dell'universo, ma nessuno prima dei presocratici aveva tentato di elaborare una cosmologia, cioè una spiegazione razionale e naturale del funzionamento dell'universo. 
Chiedersi di cosa sia fatto il mondo non è già di per sé una domanda scientifica? 
Le cosmologie presocratiche hanno ancora un interesse per la scienza contemporanea?
di Gianluca Z., Ducci B., Iyad E.B.

IL RACCONTO DELLE ORIGINI

Per introdurre questa lezione sul racconto delle origini voglio fare riferimento al film Melancholia, diretto da Lars von Trier, che nelle scene finali regala un'immagine importante per poter cominciare una storia. Quando tutto sta per finire ecco che diventa fondamentale raccogliersi in una tenda magica e condividere l'unico senso che resta all'umanità. Quindi anche noi, oggi, proviamo ad entrare in quella tenda per cogliere il significato più profondo di quel racconto sull'origine dell'universo che da sempre ci ha accompagnato e ci ha permesso di sopravvivere. 
Come? Per rispondere faccio appello a un altro racconto, quello del fisico Guido Tonelli il quale attraverso un esperimento mentale, mi aiuta a descrivere l'importanza di questa narrazione. E' innanzitutto un viaggio nel passato che bisogna fare per scoprire che tutte le cosmogonie e cosmologie hanno almeno due tratti comuni: un chaos iniziale come qualcosa di indistinto e una separazione che sopravviene a mettere ordine, Kosmos. 
Quanto sono antichi questi racconti? Sappiamo che i Sapiens nelle loro grotte 15-30 mila anni fa decoravano le loro grotte con immagini e disegni, attraverso un lavoro che richiedeva impegno e fatica e toglieva tempo ad altre attività fondamentali alla sopravvivenza. 
Perché? Sappiamo da ritrovamenti che anche i Neanderthal 70-100 mila anni fa dedicavano il loro tempo alla produzione di oggetti belli ed elaborati che non servivano a nulla, seppellivano i loro morti dipingendoli di rosso e ponendoli in posizione fetale. E' chiaro che possedevano un universo simbolico complesso che esprimeva una visione del mondo. Noi lo osserviamo come un alieno arrivato sulla terra osserverebbe la Cappella Sistina unica cosa rimasta dopo una distruzione totale della nostra specie. 
A cosa serviva questo universo? Troppo semplicistico immaginare solo una utilità pratica e funzionale di tutta questa produzione in un certo senso extra. Facciamo il nostro esperimento: immaginiamo due gruppi sociali che si differenziano per il fatto che un individuo del primo gruppo comincia a utilizzare il linguaggio in un modo diverso rispetto alla semplice comunicazione pratica. Comincia a parlare in modo ritmato, musicale, poetico, filosofico, religioso, insomma artistico, per condividere una cultura in cui ci si riconosce. La nostra solita catastrofe distrugge i due gruppi e di entrambi si salva un solo individuo. 
Chi dei due avrà più probabilità di sopravvivenza e più resilienza? L'individuo del primo gruppo, perché porta dentro di sé la consapevolezza delle proprie origini; egli ha la forza del suo racconto, la spinta per andare avanti perché la sua vita ha un senso, un significato. L'altro è solo, fragile, in balia del futuro. 
Dunque, per affrontare le incognite del futuro ci serve un bagaglio culturale che dà senso alla nostra vita. Ogni tanto il racconto cambia, in alcuni momenti storici le scoperte di alcuni uomini speciali, perché curiosi (il Thauma di Aristotele come angoscia e meraviglia), hanno cambiato il paradigma di riferimento dell'intera umanità. E' successo quando Galilei nel 1600 ha osservato i satelliti di Giove e le macchie della Luna cambiando la visione di un mondo celeste non più perfetto e non più geocentrico. E' successo nel 1900 quando un gruppo di scienziati si è riunito a parlare di luce, energia, elettroni. Einstein, Planck, Fermi, Heisenberg scoprivano la Relatività, la Meccanica quantistica e hanno cambiato la nostra visione, la nostra cultura, la nostra vita. Le cose che la scienza scopre oggi determinano la nostra vita futura.
Siamo pronti adesso ad ascoltare il racconto che ci presenta la fisica moderna?    

ATTIVITA’

Per fare il prossimo esercizio devi leggere il racconto Tutto in punto di Calvino e ascolta l'Aleph di Borges presentati nell'itinerario L'origine e il vuoto. Poi rappresenta attraverso un disegno, una descrizione, un video, un oggetto, il primo momento della nascita dell'universo nella frazione di secondi 10 alla -32. Potrebbe aiutarti lo Sfero di Parmenide! 
Mettendo insieme le nostre idee e conoscenze, abbiamo creato un lavoro grafico, basandoci specialmente sul racconto di Italo Calvino: all’inizio, tutto era caos, racchiuso in una particella primordiale. Così noi abbiamo provato a rappresentare la particella, utilizzando il programma CAD; le spirali all’interno della sfera rappresentano rappresentano il caos informe e indefinibile che costituiva la materia. La scelta delle spirali non è casuale: infatti, noi associamo sempre questa forma al DNA, molecola determinante per la vita. Il DNA si trova avvolto all’interno dei nuclei delle nostre cellule, in uno spazio piccolissimo, in modo che le spirali non si distinguono tra di loro. Tuttavia, la molecola assume la sua reale funzione quando questo agglomerato “caotico” si svolge e diventa definibile, così come è avvenuto alla materia nei primi stadi della vita dell’Universo. 
di Raul R., Serena D. e Matteo M.
Noi abbiamo riflettuto sulle dinamiche della nascita dell'universo e ci siamo resi conto di qualcosa a cui non avevamo mai pensato precedentemente: l'universo è nato senza che qualcuno potesse percepirne la magnificenza.
Abbiamo quindi deciso di provare a cambiare quella che per noi era una verità introducendo degli occhi, simbolo della percezione.
Per rendere più interessante il nostro progetto abbiamo deciso di sfruttare l'intelligenza artificiale (AI Google collab, una app che permette di creare immagini uniche e totalmente originali: inserendo delle parole in un tempo tra i 20 ed i 30 minuti l'immagine viene creata. Intelligenze artificiali simili sono attualmente utilizzate per la creazione di NFT). 

IL PODCAST

Negli insegnamenti umanistici può capitare che la classe reciti o metta in scena dialoghi teatrali. Nelle lezioni di fisica questa pratica è assai più rara e i relativi insegnanti non sono formati per utilizzare questo tipo di pratiche. Di seguito si propone una procedura che può essere utile nella gestione e nella valutazione di tale metodologia didattica. 
* Gli alunni leggono le parti specificatamente assegnate
* Lettura iniziale di comprensione del testo (di cosa parla il dialogo?)
* Lettura individuale intensiva del testo, gli alunni sottolineano le parti essenziali
* Lettura approfondita del testo tramite discussioni in classe dove l’insegnante propone delle domande chiave
* Lettura individuale ripetuta del dialogo con parti assegnate
* Sviluppo di una rappresentazione grafica delle posizioni contrastanti
* Registrazioni a coppie di studenti. Formato audio: fino a 250Mb per file in mp3

ATTIVITA’

Istruzioni:
* Registra la tua parte leggendo il dialogo assegnato duettando con l^ compagn* del   
  tuo gruppo
* Stai attent* ai rumori di sottofondo
* Interpreta con espressione la tua parte
* Crea i rumori inerenti al dialogo
* Registra le prove e conserva tutti gli errori utili per il Backstage senza  
  preoccuparti né vergognarti (sono accettate anche parolacce)
* Compila la scheda insieme al tuo gruppo e consegna in tempo utile alla correzione
* Registra quello che hai scritto nella scheda DOPO la mia correzione
* Consegna la registrazione del dialogo e del backstage in Formato audio: fino a 
  250Mb per file in mp3
Distribuite in autonomia le parti a partire da questa organizzazione:
 Gruppo 1 
Scheda di sintesi GRUPPO 1 consegna venerdì 18/03 
Registrazione BACKSTAGE  consegna mercoledì 23/03
Registrazione DIALOGO 1 consegna mercoledì 23/03
B.L. - D.S. -  A.F. - B.N.
 Gruppo 2 
Scheda di sintesi GRUPPO 2 consegna venerdì 18/03 
Registrazione BACKSTAGE  consegna mercoledì 23/03
Registrazione DIALOGO 2+3 consegna mercoledì 23/03
M.C. - R.G.M. - P.E. - R.T.
 Gruppo 3 
Scheda di sintesi GRUPPO 3 consegna venerdì 18/03 
Registrazione BACKSTAGE  consegna mercoledì 23/03
Registrazione DIALOGO 4 consegna mercoledì 23/03
P.A.M. - Z.G. - F.R.- G.E.

DIALOGO 1

Le lezioni di Aristotele
Aristotele: Mio stimato Galileo, difficilmente puoi immaginare quale onore sia poter discutere con uno scienziato del tuo calibro. Evviva!
Galileo: L’onore è tutto mio Aristotele. Trovo sempre grande piacere nel discutere sul movimento dei corpi del mondo. Sappiamo così poco su questo argomento.
A: Questo mi lascia attonito! Io scrissi tantissimo sull’argomento e tutta la nuova conoscenza seguita da allora deve aver certamente contribuito in merito, no?
G: Certamente! Ma ciò di cui si era sicuri un tempo oggi viene messo in discussione.
A: Devo quindi temere che fra le tante idee oggi dibattute ce ne siano anche delle mie?
G: Caro Aristotele, Voi siete un uomo di scienza e come tale sapete bene che le idee raramente possono esistere per sempre.
A: Hai ragione. Nonostante le idee di un uomo possano diventare care come la propria prole, mi ricordo che anche ai miei tempi ci sono state grandi discussioni tra gli studiosi.
G: Vi riferite per caso a come gli scienziati volessero ordinare i processi in natura?
A: Esattamente! Come si può mettere ordine in natura? Tutti gli esseri umani cercano di mettere ordine, anche se non sono studiosi. Ordinano dall’alto al basso, dal pesante al leggero, dal veloce al lento e ordinano in accordo alla funzione. La vostra forchetta è senza dubbio alcuno diversa dalla forca. Noi filosofi dobbiamo però ordinare la natura in accordo a principi specifici, ragionevoli e a lungo ragionati. Questo è ciò che ho mostrato al tempo.
G: Tuttora molti studiosi si rifanno alle vostre famose scritture scientifiche. Vogliono riprodurre le vostre idee il più letteralmente possibile. Io, invece, mi perdonerete ma nutro grandi dubbi in merito. Credo che alcuni abbiano interpretato i vostri lavori nel modo sbagliato. Sono quindi ancora più felice di potervi parlare in persona. Vi prego di prendere del tempo per presentare il vostro modo di vedere i fenomeni del moto. Voglio essere sicuro di non aver mal interpretato le vostre scritture.
A: La tua sete di conoscenza mi onora. Ti voglio confidare un segreto, la chiave della mia conoscenza risiede primariamente nella mia vicinanza alla natura. Grazie alle mie passeggiate ho allenato la mia esperienza della natura tramite i sensi.
G: Ma come facevate allora a mettere ordine in questo mondo multiforme? Mi sembra così impossibile poter cogliere e tener conto di tutti i singoli minuscoli dettagli dei fenomeni che ci circondano.
A: Suvvia Galileo, non essere così impaziente! Ti ho detto poco fa che tutti i filosofi devono sviluppare minuziosamente certi principi come fondamenta di qualsiasi ordine.
G: E questi principi devono essere a lungo ragionati…
A: Esatto, questo è proprio ciò che ho detto. Solo dopo lunghe riflessioni sono diventato consapevole del fatto che in natura niente avviene senza uno scopo. Per questo motivo i moti possono essere ordinati in accordo con la loro funzione. Dalle mie osservazioni ho capito che lo scopo naturale di moltissimi movimenti sulla Terra è quello di portarli al riposo. Il raggiungimento di questo obiettivo attiva qualsiasi movimento e ne rappresenta la causa. Osserva tu stesso! …
Aristotele fa cadere una pietra. La pietra si ferma una volta toccata terra.
… La pietra resta lì. Ha raggiunto il suo scopo di cadere verso il pavimento e di riposare lì.
G: Certo, su questo nutro i miei dubbi ma ne discuteremo più avanti. Continui gentilmente a spiegare come avete proseguito col vostro lavoro!
A: Sì, sì, solo un momento. Non ho ancora finito. Pensa a cosa succede quando si lascia rotolare una pietra. Osserva tu stesso! …
Aristotele lascia rotolare una pietra. La pietra si muove e poi si ferma.
… Dopo una breve distanza il movimento si fa via via sempre più lento finché la pietra non rimane immobile nella sua posizione. È così per tutte le cose. Prima o poi esse raggiungono la quiete.
G: Finora credo di aver compreso tutto quello che avete detto, questi sono tutti i movimenti?
A: Assolutamente no! Mi sono spesso chiesto quanto i moti possano differire tra di loro.
G: Vi riferite per caso alla classificazione in quattro tipi di movimento?
A: Vedo che hai a lungo studiato le mie lezioni. Ben fatto! Effettivamente il moto può essere così suddiviso: tre moti “terrestri” e uno “celeste”.
G: Potreste farmi un esempio di applicazione di questo sistema di classificazione?
A: Certamente! Iniziamo dal moto di prima specie. Questo avviene quando un corpo si muove con l’obiettivo di tornare al suo luogo naturale. Questo è ciò che ho già mostrato con la pietra.
G: Intendete quindi il movimento naturale verso l’alto e verso il basso dei corpi?
A: Esatto, corpi pesanti vogliono raggiungere il centro della Terra mentre corpi leggeri vogliono raggiungere i cieli poiché il loro luogo naturale è proprio lì. Come la pietra cade sul pavimento, così il vapore o il fumo si elevano verso il cielo. Questi movimenti sono quelli di prima categoria.
G: Bene, ma cosa potete dirmi in merito agli esseri umani, alle piante e agli animali? Quale scopo si può dare ai loro molteplici movimenti?
A: Queste creature danno scopo al moto esse stesse. Possono determinare i loro movimenti in maniera autonoma e questo le rende speciali. Questo tipo di moto deve comunque essere inteso come naturale poiché tutte le creature viventi appartengono alla natura.
Galileo sorride con fare sufficiente.
G: Quindi se ho capito bene un movimento del secondo tipo è quello di un maiale che si avvicina alla mangiatoia? Poiché questo ha lo scopo di mangiare. Mentre se il cibo cade dalla mangiatoia questo movimento è di prima specie.
Aristotele si incupisce con fare serioso.
A: Hai capito molto bene. Ad ogni modo mi auguro che tu non mi stia prendendo in giro.
G: Non mi permetterei mai! Ma ora ditemi: tra tutti i moti, ne esistono di innaturali?
A: Ebbene ci sono i moti che violano i corpi dal loro riposo. Immagina ad esempio …
Aristotele prende una pietra e la lancia verso l’alto
… di lanciare una pietra verso l’aria quando essa giaceva in terra. Lo scopo naturale della pietra, quello di rimanere in quiete, è stato da me violato.
G: Di conseguenza, ho imposto uno scopo non naturale alla pietra.
A: Esattamente e per questo chiamo questo terzo tipo di moto: il moto “violento”. Questi non avvengono per loro volontà. Un carro che giace sul campo deve essere tirato da un bue o un asino e solo così si può muovere. Se questa causa esterna cessa, il carro rimane immobile.
G: Se non ricordo male avevate parlato di un altro tipo di moto, che se non sbaglio avete definito “celeste”. Cosa lo differenzia da questi altri moti “terrestri”?
Aristotele ammira il cielo con fare solenne
A: Il moto celeste è il movimento perfetto! I pianeti si muovono eternamente senza alcun riposo. Questi movimenti sono completamente differenti da quelli terrestri.
G: Perché non hanno alcuno scopo?
A: Qui ti sbagli caro Galileo, il movimento celeste ha uno scopo ben preciso: l’eterno moto circolare intorno al loro centro: la Terra!
G: vi ringrazio Aristotele, ora ho capito come è arrivato a distinguere il movimento in quattro tipologie tramite la loro funzione. In questo modo di vedere il movimento ogni moto può essere effettivamente classificato e i cieli hanno un ruolo assai speciale.
A: È stato proprio il mio obiettivo quello di poter classificare tutti i movimenti che osserviamo. Come avevo accennato all’inizio è importante per l’essere umano mettere ordine in questa natura che appare così caotica. Del resto ho anche potuto classificare tutta la materia attraverso gli elementi di cui è composta: terra, fuoco, acqua, aria e etere. Mi auguro che le mie lezioni sugli elementi siano ancora oggi valide.
G: Beh … non si può non apprezzare l'approccio scientifico e la direzione verso un metodo naturalistico e sperimentale ma ... di questo parleremo una prossima volta.

DIALOGO 2

Prospettive differenti
Galileo: Ho seguito le vostre spiegazioni sulle differenti tipologie di movimento con grande passione. Ho ora una domanda per voi, una domanda che è diventata sempre più pressante all’avanzare del discorso.
Aristotele: Bene! Sono qui per ascoltare e rispondere alle tue curiosità
G: Voi vi concentrate sul perché la pietra che, caduta dalla montagna, raggiunge la sua posizione finale a terra.
A: Certo! La risposta è semplice: la pietra cerca di raggiungere il suo luogo naturale, il centro della Terra.
G: Ma avete mai provato a volgere lo sguardo verso il processo del moto? Non trovate interessante studiare COME la pietra cade? Io mi chiedo, cosa succede alla pietra nel tragitto dalla montagna alla terra?
A: Non capisco fino in fondo il tuo dubbio. L’unica cosa che è necessaria sapere è: PERCHE’ il corpo si muove? Poiché sappiamo che il movimento è naturale esso tenderà a raggiungere il riposo e continuerà a muoversi finché non lo raggiunge. Come lo faccia non può essere detto a priori, il movimento è unico per ogni singolo corpo.
G: Io penso che non sia sufficiente rispondere solo a quale scopo tenda di raggiungere la natura attraverso il moto. Nei miei studi mi sono concentrato sul come il moto proceda. Voi avete operato in maniera simile spiegando i moti celesti descrivendone il loro percorso circolare perfetto. In questo tipo di movimento voi stesso volete sapere COME i pianeti si muovano, giusto? Eppure quando osservate i movimenti sulla Terra vi concentrate solo sul loro scopo e qui vedo una grande contraddizione!
A: Fai attenzione Galileo e non dimenticare che il moto celeste, a causa della sua perfezione divina non può certo essere comparato a quello terrestre. Gli esseri umani possono descrivere il moto dei cieli solo perché i pianeti sono messi in moto circolare dalla divina influenza. Considero il tuo approccio una fatica non necessaria. Rischi di perdere di vista lo scopo. Smettendo di chiederti il perché delle cose non raggiungerai mai la vera conoscenza.		
G: Mi dovete scusare Aristotele, sembra che non siamo in disaccordo sulla conoscenza in sé quanto più sul modo in cui praticar di scienza.
A: Vuoi dire che sarebbe sbagliato fare scienza nel modo in cui l’ho sempre fatta io?
G: No, no, spero di placare così il vostro animo: la ricerca di un sistema di classificazione dei fenomeni continua ad essere un metodo molto importante per la scienza. Solo che oggigiorno non classifichiamo più il moto riferendosi solo al suo scopo, alla sua finalità.
A: Incredibile!

DIALOGO 3

Il principio d’inerzia e la forza degli esperimenti mentali
(basato sul testo originale di Galileo)
Galileo: Voglio fare un piccolo esperimento mentale con Voi, caro Maestro. Immaginate di avere un piano ben fatto e perfettamente liscio, come se fosse fatto di vetro perfetto. Inclinatelo leggermente e immaginate ora una palla perfettamente rotonda, come se fosse fatta di ferro perfetto. Poggiatela sul piano. Concordate con me sul fatto che essa non potrà stare in quiete?
Aristotele: Il piano è già inclinato?
Galileo sogghigna divertito.
G: Certo, tutto è in posizione.
A: Allora la sfera di sicuro non resterà ferma ma rotolerà lungo il piano inclinato.
G: Ne siete assolutamente certo?
A: Certo che si! Che domande!
G: Non vorrei mai convincerla di pensieri non suoi!
Aristotele inizia a spazientirsi.
A: Io penso che tu voglia solo farmi impazzire!
G: Bene, ora ci siamo. Continuate ad immaginare una sfera perfettamente rotonda e un piano perfettamente rotondo e immaginate che non vi siano cause esterne accidentali e che si possa trascurare l’aria che contrasta il moto della palla.
A: Ho capito. In questo caso bizzarro la sfera rotolerebbe verso il basso sempre più veloce. Questo mi pare ovvio. Più sarà inclinato il piano e maggiore sarà la velocità della sfera.
G: Ribaltate ora il problema. Immaginate che la palla venga spinta e possa risalire il piano di vetro. Fino a quando durerebbe il moto?
A: Questo moto è violento. Se non si spinge continuamente la sfera essa cesserà il suo movimento rallentando e fermandosi sulle nostre mani.
G: Sono assolutamente d’accordo. Riepilogando, se lasciamo rotolare la palla verso il basso essa si muoverà sempre più veloce. Se invece la facciamo risalire essa diventerà sempre più lenta. Cosa succede allora se il piano non è inclinato né verso il basso né verso l’alto?
A: In questo caso la sfera non avrebbe motivo alcuno di rotolare verso l’alto o verso il basso. Di conseguenza essa starà nel suo luogo naturale rimanendo in quiete.
G: Su questo mi trovate d’accordo ma solo se la palla non è stata prima spinta. Cosa succederebbe secondo voi se la sfera venisse spinta in queste condizioni?
A: Se il piano non è inclinato, allora la palla non avrebbe alcun motivo di diventare più lenta o più veloce.
Galileo urla vincente
G: AH AH!!! Ma allora essa non ha neanche motivo di rimanere in quiete.
A: Mmh… tutto questo sembra molto ragionevole, ma un moto che non ha mai fine? A me questa sembra proprio un assurdità!

DIALOGO 4

Sull’astronomia e sulla reale struttura del mondo
Aristotele: Caro Galileo, il tuo discorso sui moti “terrestri” è stato piuttosto convincente. All’inizio della nostra conversazione accennavi al fatto che alcune idee del mio passato siano state messe in discussione. Mi auguro però che la scienza a te contemporanea non abbia messo in dubbio la perfezione dei cieli.	
Galileo: Ehm …
A: Ma come! Dovrai pur ammettere che tutte le nostre concezioni in merito al moto delle stelle e dei pianeti in cielo sono in perfetta unione a tutto ciò che è possibile vedere dai nostri occhi ammirando il firmamento.
G: Su questo non posso che essere assolutamente d’accordo con voi!
A: Allora? Quali potrebbero essere queste “nuove” idee? Dimmi!
G: Effettivamente i corpi celesti si muovono lungo traiettorie circolari. Io stesso ho potuto seguire alcuni movimenti col mio telescopio.
Galileo mostra una replica del suo telescopio
A: Il telescopio? Un “osservatore di ciò che è lontano”? Cosa sarebbe? Una sorta di strumento scientifico? Se non sbaglio sei un inventore a cui piace costruire strumenti bizzarri per le tue ricerche…
G: Ebbene si! Il telescopio è stata una grande invenzione. Questo strumento vi permetterebbe di vedere l’universo ingrandito. Posso prendermi il merito di aver migliorato il telescopio al punto che l’osservazione dei corpi celesti ci ha permesso di comprendere grandi novità. Con questo strumento i corpi dei cieli sembrano essere così vicini al punto da non essere a distanza infinita ma come se fossero di fronte ai nostri nasi.
A: Inizio a incuriosirmi…
G: Con questo strumento eccezionale non solo ho potuto osservare il moto dei corpi celesti ma anche la loro forma e la loro superficie.
A: Ma questo è assolutamente incredibile! Dimmi di più ma ti avviso già che non sono convinto della veridicità delle tue osservazioni.
Galileo mostra i suoi disegni sulla Luna
G: Illustre Aristotele, con l’aiuto di questi ingrandimenti ho potuto osservare con estrema chiarezza che sulla superficie della Luna ci sono numerose montagne e crateri, del tutto simili a quelle presenti sulla Terra. Perciò, i cieli non devono poi essere così differenti dalla Terra.	
A: Come fai a essere così sicuro del tuo bizzarro strumento? Sei davvero così presuntuoso da poter credere che il “telescopio” sia meglio della tradizione dei grandi filosofi o della verità e del potere dei sensi?
G: Confido pienamente in questo strumento. Nessuna questione in merito grazie alle evidenze che esso ha messo in luce. A proposito di luce, sa che a guardare per ore e ore affascinato i cieli tramite il telescopio ho scoperto delle macchie nel Sole?
Aristotele si lascia andare ad una risatina
A: Forse era il caso di dare una bella pulita a questo telescopio! Sarà stata sicuramente un illusione o un errore dello strumento.
G: Posso capire bene i vostri dubbi, del resto senza lo strumento queste macchie non sono proprio visibili.
A: Come immaginavo!
G: Persino i miei contemporanei, tutti quelli esperti in materia, non sapevano dire cosa potessero essere queste macchie solari.
A: Caro Galileo, verrò incontro ai tuoi ragionamenti e darò per certo che il tuo “telescopio” funzioni in maniera opportuna. Sono un curioso di natura! Queste macchie potrebbero essere dei pianeti la cui esistenza è nascosta ai miei occhi a causa della distanza infinita e della lucentezza del Sole. Essi passano di fronte al Sole. Non vedo quindi ragione alcuna per imputare la presenza di “macchie” nella perfezione del Sole.
G: Effettivamente è stata una delle possibili spiegazioni ma al proseguire dei miei studi è diventato ovvio che non fossero altri corpi celesti bensì parte della superficie solare stessa.
A: Suvvia Galileo! Questo è semplicemente impossibile! In cielo nulla può essere imperfetto. Sul Sole NON CI POSSONO ESSERE macchie.
G: Mi dispiace ma penso che voi vi stiate sbagliando. E con voi molti miei contemporanei. Tutte le osservazioni concordano con la teoria Copernicana secondo la quale il Sole è al centro dell’universo e la Terra, esattamente come gli altri pianeti, gira intorno a esso. Persino le imperfezioni del Sole, dal nostro punto di vista, sembrano vagare attorno alla sua superficie. Eppure non bisogna lasciarsi trarre in inganno poiché è in realtà il Sole a girare su sé stesso! Dovrete ammettere, Aristotele, che nemmeno il Sole è perfetto.
A: Sebbene io possa condividere il tuo grande entusiasmo da scienziato, non hai alcun altro titolo per mettere in dubbio la divinità e la sua perfezione.
G: Molti scienziati hanno avuto i vostri stessi dubbi, ma ormai è stato dimostrato come lo sviluppo del telescopio abbia portato a possibilità mai viste prima aiutando persino a risolvere i conflitti in merito all’ordine del mondo. In passato Copernico ipotizzò che fosse la Terra a muoversi attorno al Sole mentre la maggioranza pensava che fosse la Terra ad essere al centro del movimento.
A: Io posso confermare con convinzione solo l’ultima delle due teorie.
G: La mia fede nei confronti delle vecchie teorie non è così persistente come la vostra. Ho speso innumerevoli ore a guardare attraverso il telescopio per poter studiare in maniera opportuna il comportamento dei corpi celesti fino a divetare quasi cieco. Alla fine sono stato coronato dal successo. Ho scoperto quattro piccoli corpi, probabilmente delle lune, che orbitano attorno ad uno ancora più grande chiamato Giove.
A: No, questo non può essere vero, tutti i corpi celesti ruotano intorno alla Terra. La Terra è il centro del movimento.
G: Mi dispiace ma devo ancora essere fermamente in disaccordo con voi. Dai miei studi e dalle mie innumerevoli osservazioni di Venere ho realizzato che, senza dubbio alcuno, essa si comporta come la Luna e a volte presenta a noi la sua faccia piena mentre altre mentre la sua faccia crescente. Al fine di descrivere tutto questo ho trovato di grande aiuto la matematica. Con il suo aiuto ho potuto determinare il tempo impiegato dai singoli corpi celesti per compiere un giro completo.
A: Tu Galileo dai troppa attenzione alla matematica e non dai fiducia ai tuoi sensi in maniera sufficiente. Dovresti stare molto attento a dubitare della perfezione dei cieli in questa maniera.
G: E per quale motivo dovrei stare attento a mettere in discussione vecchie teorie se le evidenze non sono in accordo con le vecchie conoscenze? Come le lune di Giove ruotano attorno ad esso e Venere è in moto continuo, posso assicurarvi che tutti i cieli sono in continuo cambiamento e non rappresentano un cosmo immutabile. Dopo attente considerazioni sono assolutamente certo: le leggi della natura valgono in cielo così come in terra!
A: Basta così! Ho ascoltato abbastanza e mi sono presentato piuttosto aperto alle tue idee innovative. Ma questo è davvero troppo! Stai fondando le tue osservazioni su fragili fondamenta mescolando le cose terrestri con quelle celesti. Non convincerai mai i miei sostenitori e temo per gli anni a venire momenti bui e violenti! 
Aristotele assume un tono di compassione.
A: La tua passione mi fa desiderare di essere a te accanto perché solo insieme si fanno grandi cose. Forse posso darti un ultimo suggerimento come maestro: circondati di amici e di scienziati, questa è la forza che permetterà alla mia amata filosofia di andare sempre avanti.  

SKILLS

Conoscenza del contenuto
Gli alunni dovranno:
* essere in grado di classificare ragionevolmente la diversità dei movimenti.
* sviluppare una comprensione del principio di inerzia utilizzando il metodo di
idealizzazione.
* conoscere una legge-tempo-percorso della caduta libera.
* essere in grado di spiegare un facile percorso della luce nel telescopio Galilei.
Metodi scientifici e acquisizione di conoscenze
* migliorare le proprie capacità sperimentali pianificando e conducendo in modo indipendente esperimenti.
* confrontare i propri risultati sperimentali con quelli di Galilei riflettendo criticamente su differenze e somiglianze.
* analizzare qualitativamente e quantitativamente i dati misurati.
* riflettere criticamente sulle proprie sperimentazioni con riferimento alla ricerca scientifica.
Comunicazione
* distinguere tra linguaggio colloquiale e terminologia scientifica.
* delineare le impostazioni sperimentali e descrivere i materiali utilizzati.
* denominare le variabili che si verificano utilizzando la terminologia corretta.
* presentare i loro risultati in modo appropriato come un intero gruppo.
* identificare in modo indipendente le informazioni rilevanti in brevi fonti di testo storiche e dialoghi scenici fittizi.
* nominare le proprie difficoltà che si verificano durante la sperimentazione.
Giudizio
* differenziare tra classificazioni di movimenti orientati da soli
preconcetti, Aristotele e Galilei.
* essere in grado di giudicare i metodi di idealizzazione e di sperimentazione mentale.
* rendersi conto dell'importanza dell'astrazione dei vincoli, come l'attrito, in quanto fisici.

NOTE A MARGINE

Estratto e tradotto da:
Höttecke, D.; Launus, A., Henke, A.; & Riess, F. (2010). Moving Bodies [Moving Bodies: Lessons from Aristotle to Galilei about aspects of the nature of science]. Case study developed within the European project HIPST (History and Philosophy in Science Teaching), http://hipstwiki.wetpaint.com/page/1-3+Introduction (12.11.2010)