Leggi questa ricostruzione della riflessione di Newton sulla sua scoperta fondamentale (la misura della forza di gravità) e rispondi al seguente quesito
- Come spiega Newton l’azione gravitazionale e perché giunge a tale conclusione?
Newton e il meccanicismo
2018-12-18 Tutto il giorno
Newton considera la forza di gravità come una proprietà non essenziale dei corpi, non crede che possa avvenire senza un contatto di alcun genere tra corpi senz’anima, però senza conoscere la reale causa di questa la studia e descrive i comportamenti che ella produce.
Si, ma per un certo tempo, almeno, senza arrendersi nella ricerca delle cause della gravità.
Newton presenta la forza gravitazionale come una nozione che egli considera “irriducibile”, ossia alla quale non riesce a trovare una causa che possa essere dedotta dai fenomeni: egli rifiuta infatti l’utilizzo di ipotesi, sostenendo che queste non possano essere utilizzate in quella che egli chiama “filosofia sperimentale”.
Lo scienziato tratta quindi il fenomeno della gravitazione senza attribuirgli una motivazione vera e propria, ritenendo che la spiegazione tradizionale meccanica non sia sufficiente e capace di motivare la proporzionalità tra le masse dei corpi invece che tra le loro superfici, poiché si basa sul loro semplice impatto esterno.
Tuttavia, almeno secondo la ricostruzione di Jammer, Newton cercò fino all’ultimo di “ridurre” la gravità a una spiegazione verosimilmente meccanica (dal momento che rifiutava l’idea di un’azione a distanza attraverso il vuoto).
Newton non escluse mai a priori l’esistenza della gravità, bensì non avendo mezzi per spiegarla, inizialmente, non la nominò. Successivamente spiegò molti fenomeni celesti servendosi della gravità, pur non assegnandone una causa, poiché incapace di scoprirla. Ovviamente visto che si parlava di filosofia sperimentale, le ipotesi non erano ben accette e quindi Newton non ipotizzava le cause. Le leggi di gravitazione furono scoperte per induzione e rimase sufficiente che la gravità esistesse e che agisse secondo le leggi scoperte per spiegare i fenomeni celesti. Quindi, in sostanza, Newton, anche opponendosi a Bentley, affermò che certamente la gravità era causata da un agente il quale agiva attraverso determinate leggi bensì non fu definita la natura di quest’agente e rimase compito del lettore interpretarlo. Inoltre, per giustificare la nostra interpretazione di gravità, Newton scrisse che quella cosa da lui chiamata attrazione poteva avvenire attraverso mezzi ignoti, proprio per questo lui la utilizzava per definire una qualsiasi forza grazie alla quale due corpi tendono l’uno verso l’altro. Per sostenere la sua teoria pose come esempio Dio il quale creò la materia in particelle solide, massicce e mobili con proprietà,dimensioni ben definite e con una proporzione nello spazio tale che le rendesse adatte per il loro fine. Queste particelle non possedevano solo una forza d’inerzia ma venivano mosse da qualche principio come quello della gravità.
Hai colto il senso della prudenza di Newton nel pronunciarsi sulla “causa” della gravità. Non è molto chiaro il paragone con Dio.
Newton ritiene l’azione gravitazionale come un qualcosa che non si può conoscere con certezza ma si può intuire essere un tentativo fatto da due corpi di avvicinarsi. Esso può avvenire grazie all’azione dei corpi stessi attraverso spiriti emessi oppure grazie all’azione di un qualsiasi mezzo, corporeo o non, che in una qualsiasi modo spinge i corpi che contiene.
Egli non considera la gravità come una proprietà ma come una questione non essendo la sua causa deducibile dai fenomeni, infatti essa deve ancora essere risolta attraverso esperimenti.
Newton ritiene sufficiente sapere che la gravità esista nella realtà e che agisca secondo le leggi da lui spiegate, rendendo possibile la spiegazione dei moti celesti e delle maree.
Sei sicura che Newton consideri possibile che la gravità abbia una spiegazione “spirituale”? Attenzione poi al lessico. Che significa che Newton “non considera la gravità come una proprietà ma come una questione”? E che significa che essa sarebbe un “tentativo fatto due corpi di avvicinarsi”?
Newton non negò mai l’esistenza della forza di gravità, ma non riuscì nemmeno a darle una definizione vera e propria.
Infatti non era in possesso di materiale sperimentale e di osservazioni sufficienti per formulare una teoria sulla natura della gravitazione, di conseguenza preferiva non pronunciare giudizi su questo problema e discuterla indipendentemente dal fatto che si trattasse di un’azione a distanza o di un risultato del contatto tra particelle d’etere e materia ordinaria.
Egli era indeciso e dubbioso sul fatto che la gravitazione non si potesse mai ridurre a fenomeni meccanici in quanto spiegare un fenomeno fisico significava darne le cause meccaniche, cioè renderne ragione in termini di qualità fondamentali della materia: impenetrabilità, estensione e inerzia, insieme alle leggi del moto, ed era chiaro che la tradizionale spiegazione meccanica non poteva render ragione del fatto che la gravitazione è proporzionale alle masse e non alle superfici dei corpi implicati.
In conclusione secondo Newton il concetto di forza gravitazionale è una nozione irriducibile, si distingue dagli altri tipi di forze grazie alla sua universalità e all’importanza che assume rispetto alle considerazioni astronomiche e cosmologiche, i suoi aspetti quantitativi vengono accertati attraverso l’osservazione e la sua natura ultima è ignota.
Hai colto il senso della celebre frase “hypotheses non fingo”, ma anche tu, come altri, sembri considerare Newton equidistante da meccanicismo e “animismo” (la concezione secondo la quale la materia, in quanto viva, agirebbe a distanza), mentre egli giudica quest’ultima prospettiva assurda.
Newton, non possedendo materiale sperimentale e d’osservazione sufficiente a dare concretezza a una specifica teoria sulla natura della gravitazione, preferiva astenersi dal pronunciare giudizi su questo problema. Così discuteva la gravitazione indipendentemente dal fatto che potesse trattarsi di un’azione a distanza o di un risultato dell’azione per contatto tra particelle d’etere e materia ordinaria. Infatti Newton in una lettera a Bentley scrive: (sottolineo l’ultima frase)
Che la gravità sia innata, inerente ed essenziale alla materia, così che un corpo possa agire su un altro attraverso il vuoto e a una certa distanza, senza la medizione di un qualcos’altro mediante cui l’azione e la forza di quei corpi possano essere trasmesse dall’uno all’altro, è per me un’assurdità così grande che non credo che alcuna persona che abbia qualche facoltà razionale di pensiero in questioni filosofiche possa mai cadervi. La gravità deve essere causata da un agente che agisce costantemente secondo certe leggi; ma che questo agente sia materiale oppure immateriale, è questione che ho lasciato alla considerazione dei miei lettori.
Newton ha una tendenza in un certo senso agnostica nei confronti della gravitazione. Si deve però ammettere che ci sono affermazioni che sembrano suggerire che questo non si opponesse così fortemente, in alcune occasioni, alla concezione della gravitazione concepita come potenza innata nella materia. Bisogna anche tenere in considerazione che, quando egli durante gli ultimi anni della sua vita si inclinò in modo più preciso a una teoria corpuscolare della luce e ritenne superflua l’assunzione di un etere onnipervadente, questo diverso orientamento ha avuto ripercussioni sulla sua concezione della gravitazione.
Infine però essa si distingue dagli altri tipi di forze, grazie alla sua universalità e alla conseguente importanza che essa assume rispetto alle considerazioni astronomiche e cosmologiche. I suoi aspetti quantitativi vengono accertati attraverso l’osservazione; la sua natura ultima è ignota. Newton, al contrario dei suoi contemporanei, comprese che tutte le teorie basate sul semplice impatto esterno erano sostanzialmente insufficienti a causa di questo motivo; eppure questo era l’unico metodo scientifico di spiegazione disponibile all’epoca e inattaccabile da un punto di vista metodologico.
Non si capisce bene dove finisce (o ricomincia) il tuo pensiero e dove inizia (o finisce) la citazione da Newton o, come mi sembra, dal testo di Jammer. In ogni caso se Newton dice che è assurda l’azione a distanza tra masse, non ti sembra che sia meno “neutrale” di quello che suggerisci tra le diverse possibili spiegazioni della gravità?
Newton dedica largo spazio nei sui libri, ma anche nelle lettere inviate a Bentley, a discutere su le caratteristiche e origini della forza di gravità, giungendo a dire:
• in primo luogo che quest’ultima è impossibile da definirgli una causa materiale, a tal punto da, essendo questa irriducibile e distinguendosi dalle altre tipologie di forze, poter essere dimostrata unicamente tramite l’osservazione (metodo che per lui è più che realistico, come esplicita “Hipotheses non fingo”), conferendogli una misteriosità.
Infatti, Newton non si impegna a identificare l’origine di questa forza, cioè se deriva da un rapporto a distanza tra i corpi o di un risultato di una azione per contatto tra le particelle d’etere e materia ordinaria, ma sicuramente aveva bene in mente la sua esistenza.
Per arrivare a questa conclusione, quindi alla sua esistenza, Newton si basa unicamente sulle osservazioni, cioè su come i corpi interagiscono fra di loro, introducendo il termine attrazione (che identifica la tendenza di due corpi ad avvicinarsi, però non esplicitando da cosa sia dovuto, perché non si baserebbe più sulle osservazioni, ma su supposizioni di carattere prettamente fisico), dicendo che per l’uomo basta che abbia coscienza della sua esistenza.
Scusa Giovanni, ma rileggi questa tua frase:
“In primo luogo che quest’ultima è impossibile da definirgli una causa materiale, a tal punto da, essendo questa irriducibile e distinguendosi dalle altre tipologie di forze, poter essere dimostrata unicamente tramite l’osservazione (metodo che per lui è più che realistico, come esplicita “Hipotheses non fingo”), conferendogli una misteriosità”
Ammesso che “quest’ultima” sia la forza di gravità, che significa che “è impossibile da definirgli una causa materiale”? Intanto direi “definirle”, ma comunque che c’entrano qui le “cause materiali”? Forse, trattandosi di una forza, intendevi “causa efficiente” o magari “sostrato materiale” (come la “massa”)? Ma perché sarebbe impossibile “attribuirle” (“definirgli” non ha senso come espressione) questo tipo di causa? Poi dici che “questa è irriducibile”… questa che cosa? La forza di gravità o la causa materiale? E che intendi per “irriducibile”? Poi manca qualcosa sintatticamente. A un certo punto appare un “poter essere”… forse retto da un lontano “da”? Ma è troppo lontano! Non puoi inserire una parentetica tra “da” e “poter essere”! Credo di intuire che tu intenda dire che, secondo Newton, la forza di gravità è solo misurabile osservativamente, ma non se ne conosce la causa, sotto questo profilo resta un mistero (non si capisce bene se la forza di gravità o la sua causa). Insomma, inserisci troppi termini che non definisci nel giro di troppe poche parole (“definirgli”, “causa materiale”, “irriducibile”, “misteriosità”), quando avresti ottenuto un risultato molto più chiaro se ti fossi limitato a pochi termini chiari ed essenziali. Nel prosieguo continui con “aveva bene in mente la sua esistenza” (l’esistenza di che cosa?) ecc.
Non bastava dire: “Newton riesce bensì a misurare, grazie alle sue osservazioni, la forza di gravità, ma non riesce a individuarne la causa; non volendo fare ipotesi al riguardo, dice la celebre frase ‘hypoteses non fingo'”. Che cosa il tuo lungo e contorto periodare aggiunge di significativo a questa mia ricostruzione? Più cose aggiungi più ti invischi in questioni (“esistenza”, “mistero”, “causa di tipo materiale o efficiente” ecc.) che vanno oltre quello che Newton ha scritto e ti espongono a infinite richieste di precisazione!
Newton non avendo prove a sufficienza per enunciare una vera e propria teoria si asteneva dal quindi esporre giudizi ma continuava a discutere la gravitazione indipendentemente dal fatto che potesse trattarsi di un’azione a distanza o di un risultato dell’azione per contatto tra particelle d’etere e materia ordinaria. Non sapeva come queste attrazioni potevano aver luogo, però aveva indicato e sapeva dell’esistenza appunto di questa forza. I suoi studi lo avevano portato sì alla scoperta però sostanzialmente non aveva dato una spiegazione vera e propria.
Si, ma personalmente il suo carteggio con altri sembrerebbe suggerire che propendesse per una spiegazione meccanica.
Newton decide di prendere in considerazione la forza di gravità e studiarla dal punto di vista meccanico, decidendo di astenersi da dare delle opinioni sulla sua eventuale causa, (le più gettonate potevano essere che la gravità sia l’interazione tra particelle d’etere ed ordinarie, oppure un’azione a distanza tra corpi materiali.)
Si può notare come Newton sapeva benissimo che le precedenti spiegazioni ella causa meccanica della gravità (Cartesio, per esempio) non dimostravano appieno tutte le sue proprietà e si può pensare che ciò abbia condotto lo scienziato a essere dubbioso su una possibile spiegazione della suddetta forza, e portandolo quindi a decidere di non pronunciarsi su questo argomento, continuando a studiare il fenomeno.
Tutto giusto, ma non dimenticare che Newton si opponeva altrettanto all’idea di un’azione a distanza attraverso il vuoto.
Newton spiega l’azione gravitazionale affermando che nell’universo due corpi si attraggono in modo direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale alla loro distanza elevata al quadrato; la studia dal punto di vista meccanico, evitando di dare un’opinione su una eventuale causa. Giunge a tale conclusione poiché preferisce studiare il fenomeno, che pronunciarsi sull’argomento, in quanto fosse probabilmente in dubbio sulla spiegazione della forza di gravità.
Direi che studia la gravità dal punto di vista “empirico” (non meccanico) e cerca, invano, di darle una spiegazione “meccanica”, senza invocare “magiche” azioni a distanza.
Newton si astiene dal dare opinioni sulla forza di gravità ma semplicemente la studia in modo meccanico e non sa quale sia la causa. Sapeva che le dimostrazioni del passato erano errate e infatti Newton era dubbioso sulla spiegazione di tale forza. Infatti non si pronunciò ma lo studiò e basta.
Senz’altro, ma va rimarcato che, sorprendentemente, non accetta l’interpretazione di Bentley di un’azione a distanza attraverso il vuoto.
Newton, in principio, sosteneva che la gravitazione potesse trattarsi di un’attrazione tra corpi oppure una reazione tra il contatto di particelle etere e quelle di materia ordinaria. Tuttavia egli si asteneva da compiere giudizi poiché non possedeva i mezzi e le capacità per capire ciò che scatenasse questa reazione detta gravitazione.
Egli poi, in una lettera rivolta a Bentley, afferma che la gravità dev’essere causata da un’agente o da una forza che agisce costantemente secondo determinate leggi.
Egli, infine, giunge ad una conclusione ipotetica (poiché priva di esperimenti che la confermassero)la quale la definisce come un’attrazione che avviene per impulso e che causa una forza che fa sì che due corpi tendano uno verso l’altro.
Per concludere per Newton la forza gravitazionale è un’attrazione di natura ignota, diversa da altre forze in quanto è universale, e di notevole importanza a livello astronomico e cosmologico
Secondo Newton il concetto di forza gravitazionale è una nozione in ultima analisi irriducibile poiché non era possibile spiegarene la causa, infatti decide di non pronunciare giudizi su questo problema e di discutere la gravitazione indipendentemente dal fatto che potesse trattarsi di un’azione a distanza o di un risultato dell’azione per contatto tra particelle d’etere e materia ordinaria. Inoltre sosteneva che essa non era essenziale e inerente alla materia e che era causata da un agente che agisce costantemente secondo alcune leggi .
La teoria della Gravitazione Universale di Isaac Newton (Woolsthorpe, 1642 – Londra, 1727) è concettualmete errata. Newton giunge alla sua teoria della gravitazione ipotizzando che tra due masse si eserciti una forza, chiamata forza di gravitazione universale. Siccome essa dipende dall’inverso del quadrato della distanza fra le masse, con opportuni calcoli, tale descrizione porta a concludere che i pianeti orbitano intorno al Sole lungo orbite ellittiche. Questa formulazione riescì a spiegare il comportamento dei pianeti del sistema solare ma nel tempo mostrò i suoi limiti, ad esempio nel caso in cui ci troviamo in prossimità di intensi campi gravitazionali: la teoria infatti non riusciva a spiegare la precessione del perielo di Mercurio (questo è, infatti, il pianeta più vicino al Sole).
Comunque fin dall’inizio la teoria presentava delle questioni, cui lo stesso Newton non era in grado di risolvere. Qual è l’origine della forza di gravità? Perché i corpi si attirano? Come fa la mela a sapere dell’esistenza della Terra e viceversa? Come fa la Terra a comunicare alla mela che deve cadere e la traiettoria da seguire?
Del resto la Teoria della Gravitazione Universale funzionava perfettamente ed era in grado di risolvere qualsiasi problema riguardante il movimento dei corpi celesti; questo giustificò il fatto di tralasciare questioni che, da un punto di vista pratico, non portavano ad alcuna utilità!