Nel XVII secolo, il metodo di osservazione della natura subisce un cambiamento radicale. L’universo smette di apparire come un insieme di eventi insondabili e inizia a essere esaminato attraverso leggi misurabili e verificabili. In questo contesto, prende forma un’opera destinata a trasformare il legame tra matematica, osservazione e realtà fisica. La pubblicazione dei Principia di Isaac Newton, avvenuta il 5 luglio 1687, rappresenta l’apice di questa svolta storica nel pensiero scientifico.
Il 5 luglio 1687 fu pubblicato un notevole capolavoro di Isaac Newton, suddiviso in tre volumi, il “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, comunemente noto come Principia; è un trattato in cui Newton espone le leggi della dinamica e la legge di gravitazione universale. Dopo 329 anni, oggi è considerato una delle opere più significative nel campo del pensiero scientifico. Un mondo enigmatico quello della fisica, un mondo che oggi continuiamo ad attribuire a lui, dopo secoli e secoli.
La rivoluzione scientifica ebbe origine in quel periodo; già un anno prima, Niccolò Copernico aveva scoperto che il Sole occupava il centro dell’universo, dando vita a una teoria eliocentrica, successivamente ampliata da Kepler, che rivelò che le orbite dei pianeti erano ellittiche. Tuttavia, il vero inizio lo dobbiamo al grande Galileo Galilei, che attraverso vari esperimenti con il piano inclinato si era avvicinato al principio di inerzia. Con i Principia, la natura si trasforma in un sistema comprensibile attraverso leggi generali, capaci di connettere ciò che avviene sulla Terra con ciò che si muove nel cielo.
Tutti conoscono senza dubbio la celebre storia della mela? Il famoso frutto che cadde sulla testa di Newton, ispirandogli quel colpo di genio riguardo alla forza di gravità. Una storia probabilmente infondata, ma in quegli anni Newton stava già studiando queste teorie. La leggenda della mela semplifica un lavoro che si sviluppa attraverso un accumulo di osservazioni, calcoli e tentativi, rendendo immediato un percorso che in realtà richiede anni di studio e verifiche.
Negli anni sessanta del XVII secolo, Newton esaminò la dinamica delle collisioni tra corpi, deducendo che il centro di massa di due corpi in collisione mantiene un moto uniforme. Altri manoscritti dello stesso periodo rivelano l’interesse di Newton riguardo al moto dei pianeti e che nel 1669 egli dimostrò che, nel caso di moto circolare di un pianeta, la forza da lui definita Sforzo di recesso (oggi nota come forza centrifuga) aveva un’intensità proporzionale all’inverso del quadrato della distanza del pianeta dal centro della sua orbita.
Dopo lo scambio di idee con Hooke nel 1679-1680, Newton adottò la definizione di forza centripeta o interna. Secondo l’allievo di Newton J. Bruce Brackenridge, nonostante siano stati effettuati sostanziali cambiamenti in termini di punti di vista e linguistici, tra forza centrifuga e centripeta, i calcoli e le osservazioni rimanevano invariati. Essi ampliarono anche la concezione del moto orbitale come combinazione di spostamenti radiali e tangenziali, concetto abbozzato da Newton nei primi anni ’60 del secolo. La differenza tra forza centrifuga e centripeta, sebbene rappresentasse un significativo cambiamento di prospettiva, non alterò l’analisi matematica condotta da Newton. In quegli stessi anni, Newton definì il concetto di inerzia lineare.
Oggi molte biblioteche di Cambridge custodiscono copie originali dei Principia; le prime edizioni si trovano alla Wren Library del Trinity College, al Whipple Museum of the History of Science e alla Fisher Library di Sidney, dove si trova un’edizione originale di dubbia autenticità. Questi volumi, preservati come reperti preziosi, ricordano che la scienza moderna nasce da metodo, matematica e osservazione, e che un’idea cambia veramente il mondo quando riesce a spiegare fenomeni diversi con una medesima legge.
La pubblicazione dei Principia non ebbe un impatto immediato e uniforme. Il linguaggio matematico dell’opera risultò difficile per molti contemporanei, e solo una ristretta parte della comunità scientifica ne comprese immediatamente l’importanza. Nel corso del Settecento, tuttavia, le leggi di Newton divennero il riferimento centrale per la fisica europea, influenzando profondamente il pensiero illuminista. L’idea di un universo governato da leggi conoscibili contribuì a rafforzare la fiducia nella ragione e nel metodo scientifico, estendendo l’impatto dei Principia ben oltre il campo della fisica e incidendo sul modo stesso di concepire la conoscenza.
