giovedì 19 febbraio 2015

La forza di Aristotele

C'è un passo della Fisica di Aristotele che viene solitamente utilizzato per criticare la fisica aristotelica, sostenendo che la fisica moderna ne avrebbe ormai mostrato l'infondatezza. Il passo è il seguente:
«Se A è il motore, B ciò che è mosso, C la quantità della lunghezza per la quale è stato mosso, e in quanto lo è stato, ossia il tempo, è indicato con D, allora nel tempo uguale la forza uguale indicata con A, muoverà la metà di B per un intervallo doppio dell'intervallo C per l'intervallo C nella metà di D. [...] E sia la metà della forza A e Z la metà di B: ebbene le cose stanno in modo simile e la forza è proporzionale al peso.» (Aristotele, Fisica, Libro VII, cap. 5, a cura di Marcello Zanatta, UTET, 1999, pp. 338-339)
Ebbene, in questo passo e con terminologia moderna, è evidente che secondo Aristotele la forza è uguale alla massa per la velocità di un corpo (f=mv), e ciò sarebbe in palese contrasto con la ben nota seconda legge di Newton secondo la quale la forza è invece uguale alla massa per l'accelerazione di un corpo (f=ma), legge fondamentale che permette di spiegare una varietà infinita di moti complessi.
Ci proponiamo qui di mostrare l'inconsistenza di questa critica ad Aristotele, sia nello specifico della definizione della forza, sia in generale come argomento che minerebbe tutta la fisica aristotelica.
Nello specifico. Newton chiama forza ciò che provoca un'accelerazione, definendola quantitativamente con una relazione di diretta proporzionalità all'accelerazione stessa, chiamando massa inerziale (che a priori non coincide con la massa gravitazionale) la costante di proporzionalità. Aristotele chiama forza ciò che conferisce ad un corpo una data velocità, e su questa base stabilisce correttamente una serie di proporzioni tra forza, distanze percorse e tempi impiegati. Sotto questo punto di vista non ha alcun senso dire che la definizione di Newton di forza è corretta mentre quella aristotelica sarebbe sbagliata, semplicemente perché stanno parlando di cose diverse pur utilizzando lo stesso termine. Aristotele dà una definizione e da essa deduce correttamente delle conseguenze, fine. Sotto questo punto di vista le due teorie sono incommensurabili, un confronto tra esse non ha senso.
Tuttavia: se andiamo ad utilizzare l'approccio newtoniano per analizzare quantitativamente moti appena più complessi, esso può essere applicato a moti in cui l'approccio aristotelico fallisce. Perché? Semplicemente perché Aristotele non tiene conto delle accelerazioni, e dunque il suo metodo non potrà mai funzionare laddove il moto sia appena più complesso di quello rettilineo uniforme. Questo significa che l'approccio newtoniano è indubbiamente migliore in quanto fondato su principi di carattere più generale entro cui possono essere sussunti tanti sistemi particolari che invece con il metodo aristotelico non possono essere studiati.
Dunque Newton apporta sicuramente un progresso alla fisica rispetto ad Aristotele, questo nessuna persona di buon senso potrebbe negarlo.

Ma, e qui passiamo ad una considerazione di carattere generale, possiamo su queste basi affermare che la fisica aristotelica sia morta? La risposta è negativa, e per comprenderla bisogna tener conto dei seguenti fatti. La fisica newtoniana è una dinamica del moto locale dei corpi, mentre la fisica aristotelica è una scienza che si occupa di indagare i principi primi del divenire, di cui il moto locale è solo un caso. La fisica newtoniana si pone lo scopo di dare una descrizione quantitativa del moto locale, e dunque è sottoposta al controllo sperimentale, mentre la fisica aristotelica indaga le condizioni della possibilità di ogni divenire, e dunque è una scienza speculativa. Stante il suo oggetto proprio, la fisica aristotelica si svolge intorno ad un fondamentale nucleo speculativo costituito da: la dottrina della potenza e dell'atto, la dottrina della sostanza come sinolo di materia e forma, la dottrina delle quattro cause, la distinzione tra movimento (divenire) naturale e violento degli enti, ossia tra gli enti che hanno in sé il principio del proprio movimento e quelli che invece vengono mossi da altro (va da sé che in generale uno stesso ente potrebbe essere soggetto sia a movimento naturale che violento). Intorno a questo nucleo Aristotele e la tradizione successiva dispongono poi altri dettagli, come la definizione di forza con le sue conseguenze di cui si parlava sopra, l'antiperistasi, o, in particolare, l'utilizzo pseudoscientifico della dottrina delle forme sostanziali, la quale portò Galileo alla conclusione che fosse cosa vana "tentar l'essenza" delle cose, perché ad esempio 
«se, domandando io qual sia la sustanza delle nugole, mi sarà detto che è un vapore umido, io di nuovo desidererò sapere che cosa sia il vapore; mi sarà per avventura insegnato, esser acqua, per virtù del caldo attenuata, ed in quello resoluta; ma io, egualmente dubbioso di ciò che sia l'acqua, ricercandolo, intenderò finalmente, esser quel corpo fluido che scorre per i fiumi e che noi continuamente maneggiamo e trattiamo: ma tal notizia dell'acqua è solamente più vicina e dependente da più sensi, ma non più intrinseca di quella che io avevo per avanti delle nugole» (Delle macchie del sole, terza lettera a M. Velseri, in Le Opere di Galileo, Edizione nazionale, ristampa, Firenze 1929-1933, vol. V, p. 187).
Se questi dettagli cadono, e di fatto sono caduti, resta comunque il nucleo fondamentale della Fisica. Non è questo il luogo per esporre e difendere tale nucleo, ma si vuole qui ricordare che in quanto esso è l'esposizione ragionata dei principi di ogni divenire, esso è pertanto presupposto alla stessa fisica newtoniana. Sostenere che la fisica moderna abbia soppiantato quella aristotelica significa gettar via il bambino con l'acqua sporca. Qualsiasi critica alla fisica aristotelica che non tenga conto di questa fondamentale distinzione tra il suo nucleo e gli altri dettagli, è da considerarsi a priori infondata ed inconcludente.

1 commento:

Mauro ha detto...

Leggere queste righe e sapere che son scritte da un fisico ha quasi del miracoloso di questi tempi. Tanta è la voglia di buttar via il bambino con l'acqua sporca, soprattutto da parte dei tanti 'riduzionisti' che affollano l'agone scientifico.
Dunque e di nuovo tanto di cappello, caro Francesco!
Mauro