LA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA

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LA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA

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PRIMA DI INIZIARE……

SOLE O TERRA?

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IL PRINCIPIO DI AUTORITÀ:

DALL’IPSE DIXIT ALLA

DIMOSTRAZIONE RAZIONALE

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IL TERMINE “RIVOLUZIONE”

ROVESCIAMENTO RADICALE DI UN ORDINE POLITICO,

CULTURALE, ISTITUZIONALE

COSTITUITO

GIRO

COMPLETO DI UN CORPO

CELESTE

ATTORNO A UN

ALTRO CORPO

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PARADIGMA CULTURALE

IL PARADIGMA È UNA COSTELLAZIONE DI CREDENZE, VALORI E TECNICHE CONDIVISE DAI MEMBRI DI UNA COMUNITÀ

SCIENTIFICA

Thomas Kuhn 1922 - 1996

(6)

THOMAS KUHN

Vi è un tradizionale modo di considerare il sapere scientifico e il suo sviluppo che contrasta con il concetto di "rivoluzione“:

secondo questa concezione la scienza è vista come un grande edificio, che gli uomini hanno

incominciato a costruire molti secoli fa, a cui, ogni tanto, viene aggiunto un mattone e che,

un po' alla volta, in maniera graduale, ha assunto la forma e l'aspetto odierni

Sviluppo per accumulazione della scienza:

quest'idea mal si concilia con il concetto di

"cambiamento totale" che è connesso al

termine rivoluzione

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THOMAS KUHN

Le rivoluzioni scientifiche avvengono quando muta

un paradigma;

in questo caso non si tratta più di aggiungere nuove conoscenze alle vecchie,

ma di reinterpretare l'intera nostra

conoscenza del mondo

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1543

Copernico pubblica il De revolutionibus orbium caelestium

1610 Galileo Galilei pubblica il Sidereus nuncius.

1630

Galileo pubblica il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo

1637 Cartesio elabora la geometria analitica

1660

Nasce a Londra la Royal Society

1687 Newton enuncia la teoria della

gravitazione universale

LA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA

Con il termine Rivoluzione scientifica si individua il periodo storico caratterizzato da un insieme di “rivoluzioni

culturali” e “applicazioni tecniche” comprese fra la data di pubblicazione del capolavoro di Copernico Le rivoluzioni degli

astri celesti (1543) e quella dell’opera di Newton I principi

matematici di filosofia naturale (1687).

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UN NUOVO MODO DI CONCEPIRE LA SCIENZA La rivoluzione scientifica affermò una concezione della natura come ordine oggettivo e causalmente strutturato di relazioni governate da leggi e una concezione della scienza come sapere sperimentale-matematico ed intersoggetivamente valido.

Muta lo statuto epistemologico (dominio e metodo)

della scienza, e di conseguenza il modo di lavoro

dello scienziato, il suo approccio ai fenomeni si basa

ora sull’esperimento, è interessato esclusivamente

agli aspetti quantitativi dei fenomeni

(matematizzazione), mira alla controllabilità dei

risultati

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ASPETTI FONDAMENTALI DELLA RIVOLUZIONE SCIENTIFICA

1. DEFINIZIONE DI UN “METODO” SCIENTIFICO

2. CRITICA DEL PRINCIPIO DI AUTORITÀ (AUTONOMIA DELLA SCIENZA)

3. CONNESSIONE TRA SCIENZA E TECNICA (IDEALE BACONIANO)

4. NUOVI STRUMENTI

5. NASCITA SOCIETÀ SCIENTIFICHE (accademia dei

Lincei 1603)

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PASSAGGIO DAL RINASCIMENTO AL NUOVO PARADIGMA

RINASCIMENTO antropocentrismo

nuove scoperte geografiche stampa

stati nazionali

intellettuale-artista

Magia: conoscenza occulta e iniziatica

1600

immensità del cosmo

nuove scoperte scientifiche nuovo metodo

specializzazione

Leggi scientifiche valide per tutti e alla portata di tutti

MAGIA

SCIENZA

DOMINARE LA NATURA

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LA RIVOLUZIONE ASTRONOMICA

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Il modello geocentrico dell’universo

Nel XVI secolo la concezione dell’universo si basava sulle teorie elaborate dal filosofo greco Aristotele (IV sec. a.C.) e dall’astronomo Claudio Tolomeo (II sec. d.C.), per i

quali la Terra

era immobile al centro dell’universo, sferico e limitato. Questo modello è detto geocentrico. Nel Medioevo la Chiesa fece propria la teoria geocentrica ritenendola coerente con le Sacre Scritture.

Attorno alla Terra ruotavano sette pianeti fra cui il Sole e la Luna.

Le stelle, invece, erano immobili, fissate all’enorme volta del cielo.

(14)

LE INCONGRUENZE DEL SISTEMA TOLEMAICO

Il sistema tolemaico non era esente da problemi, in particolare alcuni dati osservativi contrastavano con quanto previsto dalla teoria. Il problema maggiore concerneva le “anomalie planetarie” e tra queste spiccava il “moto retrogrado” di alcuni pianeti.

Gli astronomi antichi avevano cercato di spiegare tali anomalie riconducendole all’interno della teoria attraverso complesse e, comunque, non risolutive ipotesi matematiche (es.

epicicli/deferenti).

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FISICA ARISTOTELICA

MONDO SUBLUNARE 1. 4 elementi: 2 pesanti (terra-

acqua) + 2 leggeri (aria-fuoco) 2. La mescolanza dei 4 elementi

conferisce pesantezza o leggerezza ai corpi

3. Vi è continuo mutamento (nascita-morte; generazione–

corruzione)

4. Moto rettilineo (che ha inizio e fine) per cause naturali o moto di un proiettile per cause

violente

5. Il moto rettilineo è un moto imperfetto, ha inizio (potenza) e fine (atto).

MONDO CELESTE 1. Quinto elemento: etere 2. L’ etere è una sostanza

trasparente, imponderabile ed immutabile

3. Eternamente immutabile, perché ingenerabile

4. Moto circolare (che non ha né inizio né e fine, infatti ogni punto della circonferenza è inizio e fine allo stesso tempo) 5. Il moto circolare è perfetto

quindi eterno.

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Nel 1543 Copernico pubblica Delle rivoluzioni dei mondi celesti, un’opera che cambia la visione dell’universo. Egli pone al centro dell’universo il Sole, perciò il suo modello è detto eliocentrico (dal greco Helios, “Sole”). Tutti i pianeti,

compresa la Terra orbitano intorno al Sole.

IL MODELLO ELIOCENTRICO DELL’UNIVERSO

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SOLO IPOTESI

Allorché uscì il De revolutionibus

non si comprese subito la sua la

portata rivoluzionaria. Copernico

non forniva una prova fisica

della validità della sua teoria,

inoltre la prefazione anonima

alla sua opera, che sappiamo

redatta dal teologo luterano

Andrea Osiander, presentava il

copernicanesimo come una

semplice ipotesi matematica.

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COPERNICO NON COPERNICANO

IL COSMO ERA CONCEPITO COME:

1. Unico 2. Finito

3. Formato da sfere concentriche 4. Geocentrico

5. Terra immobile 6. Solido

7. Diviso in due parti qualitativamente distinte (sublunare e celeste)

IL COSMO ERA CONCEPITO COME:

1. Unico 2. Finito

3. Formato da sfere concentriche 4. Eliocentrico

5 Terra ruota (asse e rivoluzione) 6. Solido

7. Diviso in due parti qualitativamente distinte (sublunare e celeste)

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COPERNICO UOMO RINASCIMENTALE

IL CERCHIO RIMANE COME MODELLO

(PARADIGMA) DELLA PERFEZIONE. COPERNICO PONE AL CENTRO DELL’UNIVERSO IL SOLE MA LASCIA INTATTA LA STRUTTURA CONCETTUALE

DEL COSMO

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NUOVA PROSPETTIVA CULTURALE

L’UOMO HA PERSO IL SUO POSTO NEL MONDO, O FORSE PIÙ

CORRETTAMENTE HA PERSO IL MONDO STESSO CHE FORMAVA IL QUADRO DEL SUO PENSIERO E L’OGGETTO DELLA SUA

CONOSCENZA, E HA DOVUTO

TRASFORMARE E SOSTITUIRE NON SOLO LE SUE CONCEZIONI

FONDAMENTALI, MA LE STRUTTURE STESSE DEL SUO PENSIERO

(A. KOYRÉ)

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LA TERZA IPOTESI: IL SISTEMA MISTO TICHO BRAHE (1546 - 1601)

Tutti e cinque i pianeti ruotano intorno al Sole, il quale a sua volta ruota, insieme alla Luna, intorno alla Terra, ancora ferma al

centro dell'Universo.

Fu un grande contributo all'affermarsi del modello eliocentrico.

Oltre che rendere possibili le scoperte di Keplero, egli distrusse completamente il

concetto di sfere solide, introducendo

quello di orbita.

(22)

I PROBLEMI DEL MODELLO COPERNICANO

IMPOSSIBILITÀ DI FARE PREVISIONI DEI MOTI DEI PIANETI A CAUSA DELLA CIRCOLARITÀ DELLE ORBITE A volte i pianeti

sembrano andare indietro

(movimento retrogrado).

Copernico attribuisce il fenomeno

semplicemente alla rotazione della

terra SOLE

(23)

(24)

LE TRE LEGGI DI KEPLERO 1609

I pianeti si muovono su orbite ellittiche e non circolari.

(PRIMA LEGGE)

Un pianeta si muove più lentamente quando è più lontano dal Sole (afelio) più rapidamente quanto più è vicino al Sole (perielio) (SECONDA LEGGE)

Quanto più un pianeta è lontano dal Sole, tanto più lungo è il suo periodo di rivoluzione

(TERZA LEGGE)

sole

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Mercurio 87,98 giorni

Venere 224,7 giorni

Marte 686,98 giorni Terra 365,5 giorni

Giove 11,86 anni

Saturno 29,46 anni Urano 84 anni

Nettuno 164,79 anni

Plutone 247,68 anni

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SOLO SPECULAZIONI

LE SUE TEORIE TROVARONO CONFERMA SOLO CON NEWTON

Le leggi di Keplero codificano efficacemente le osservazioni sperimentali relative al moto dei pianeti, ma non spiegano la dinamica di tale moto.

Soltanto più tardi,nel 1688, Isaac Newton, enunciando la legge di gravitazione universale, secondo cui, ogni corpo esercita su ogni altro corpo una forza attrattiva che ha per direzione la retta che congiunge i due corpi e la cui intensità è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze, dimostrò che i pianeti risentono dell’attrazione gravitazione del Sole. In tale prospettiva le leggi di Keplero non sono altro che una conseguenza della legge di gravitazione universale

Solo dopo che Newton si servì delle leggi di Keplero, queste vennero accettate dalla comunità scientifica, ma

non prima degli anni sessanta del Seicento.

.

(27)

SCIENZA E MAGIA

Giovanni Keplero

Nell'agosto 1620 la madre di

Keplero venne accusata di

stregoneria dalla Chiesa

protestante e rilasciata solo

nell'ottobre 1621

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LE PRIME REAZIONI

Statua di Giordano Bruno

Il filosofo Giordano Bruno fu incarcerato dalla Chiesa di Roma e condannato al rogo nel 1600 perché egli sosteneva, tra l’altro:

• L’infinità dell’universo

• L’infinità dei mondi

• Il moto della terra e la

teoria eliocentrica

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Galileo Galilei

(1564-1642)

 Nacque a Pisa. Attratto fin dalla tenera età dalle discipline scientifiche, ottenne a soli 28 anni la cattedra di matematica a Padova

 Il 1609 segna una tappa decisiva nella sua vita. Proprio quell’anno infatti puntò verso il cielo il cannocchiale da lui stesso costruito ai fini della ricerca astronomica

 Le scoperte che ne seguirono, rese note nel Sidereus Nuncius (1610), offrirono le prove del copernicanesimo, procurandogli potenti nemici, come gli aristotelici ma soprattutto la Chiesa

Nel 1616 ricevette dal cardinale Bellarmino l’ammonizione a non difendere la teoria copernicana, ma nel 1632 per i contenuti del

«Dialogo…» incappò in un processo che gli costò l’abiura e il carcere a vita, tramutato nel confino di Arcetri. Morì cieco

(30)

Il «Sidereus Nuncius» e le prove del copernicanesimo

Le montagne lunari: Galileo scoprì che la Luna non è perfettamente sferica come sostenevano gli antichi, ma presenta una superficie montuosa come la Terra, a riprova dell’omogeneità tra mondo sublunare e mondo celeste

Le macchie solari: Galileo scoprì che il Sole presentava sulla sua superficie delle chiazze scure, indice del fatto che esso era soggetto al divenire come la Terra, a riprova della mutevolezza del mondo celeste

Le fasi di Venere: da questa scoperta Galileo fu indotto a pensare che Venere ricevesse la luce dal Sole girandovi attorno, proprio come la Terra, e che quindi era un corpo opaco (privo di luce propria) al pari degli altri pianeti

I pianeti medicei: Galileo scoprì i 4 satelliti di Giove,

battezzati pianeti medicei, che ruotavano attorno ad

esso proprio come la Luna attorno alla Terra,

confutando in tal modo l’idea che l’Universo avesse

un solo centro

(31)

Il «Dialogo intorno ai due massimi sistemi del mondo»

Cannocchiale di Galileo



Le scoperte fatte col cannocchiale non quietarono i sostenitori del vecchio sistema e proprio per questa ragione Galileo scrisse nel 1632 il «Dialogo…»



Esso si svolge tra tre personaggi: il copernicano Salviati, l’aristotelico Simplicio e lo spirito libero Sagredo, ed avviene in quattro giornate



Le prime due giornate sono dedicate alla distruzione della cosmologia aristotelica ed in particolare alla confutazione degli argomenti contro il moto terrestre



Se la terra si muove, perché non provoca il lancio di oggetti lontano dalla sua superficie e perché non solleva un vento in direzione opposta al suo moto?



Perché i corpi pesanti cadendo sulla Terra non si spostano in direzione opposta al suo movimento?

(32)

Il principio di relatività del moto locale

 Ad essi Galileo rispose con un celebre esempio:



Immaginiamo di trovarci nella stiva di una nave e di osservare in essa la presenza di mosche, farfalle e di un secchio da cui cade goccia a goccia acqua dentro un catino dalla bocca stretta, se la nave si muove a qualunque velocità «purché il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là, voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, né da alcuno di quelli potrete comprendere se la nave cammina o pure sta ferma»



Galileo espose così il suo PRINCIPIO DI RELATIVITÀ DEL MOTO LOCALE, per il quale tutto ciò che si trova sulla Terra partecipa del suo stesso moto e dalle

osservazioni compiute al suo interno non si può stabilire se essa sia ferma oppure si muova

(33)

LA PIUMA E IL MARTELLO

Se si lasciano cadere una piuma ed un martello contemporaneamente, quale oggetto dei due raggiungerà

prima il suolo?

(34)

(35)

GALILEO

TRA LEGGI FISICHE ED ERRORI



Giunse a determinare oltre al principio di relatività del moto locale anche quello d’inerzia, per cui tutti i corpi conservano il proprio stato di quiete o di movimento a meno che non intervenga una forza esterna



Commise però l’errore di considerare l’inerzia come riferita al moto circolare e non al moto rettilineo uniforme, credendo così che l’orbita dei pianeti fosse circolare e soprattutto che ciò bastasse a spiegare il loro movimento nello spazio. Pesò l’antico dogma della circolarità



Galileo fece decisive scoperte in campo

astronomico ma soprattutto fisico. Con i suoi studi sulla caduta dei gravi giunse alla determinazione del 2°

principio della dinamica. Infatti…

 dimostrò che il moto di un corpo in caduta libera è uniformemente accelerato indipendentemente dalla forma, dalla materia e dal peso (per Aristotele dal peso di un corpo dipendeva la velocità)

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La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico l’universo), ma non si può intendere se prima non s’impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne’ quali è scritto.

Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto.

(da Il Saggiatore)

IL LIBRO DELLA NATURA

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Le ragioni del processo



Realismo: Galileo rifiutò sempre di presentare le sue teorie come semplici ipotesi (strumentalismo), come invece gli era stato suggerito dal Card. Bellarmino, sostenendo al contrario che le sue scoperte e teorie descrivevano la realtà per come essa è (realismo)



Autonomia della Scienza: nelle Lettere copernicane Galileo sostenne che la natura, oggetto della scienza, e la Bibbia, base della religione, derivavano entrambe da Dio e non potevano contraddirsi, ma accadendo i contrasti dovevano risolversi rivedendo l’interpretazione della Bibbia, poiché essa insegna “come si vadia in cielo e non come vadia il cielo”



Libertà di ricerca: fondata sul metodo sperimentale fatto da sensate esperienze e certe dimostrazioni. Con l’esperimento (mentale o reale che sia) i dati dell’osservazione sono sottoposti all’esame della ragione

RIFIUTO DEL PRINCIPIO DI AUTORITÀ

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L’ABIURA

“…Io Galileo, figliuolo del quondam Vincenzo Galileo di Fiorenza, dell’età mia d’anni 70, costituto personalmente in giudizio, e inginocchiato avanti di voi Eminentissimi e Reverentissimi Cardinali, in tutta la Republica Cristiana contro l’eretica pravità generali Inquisitori; avendo davanti gl’occhi miei li sacrosanti Vangeli, quali tocco con le proprie mani, giuro che sempre ho creduto, credo adesso, e con l’aiuto di Dio crederò per l’avvenire, tutto quello che tiene, predica e insegna la Santa Cattolica e Apostolica Chiesa.

(…) volendo io levar dalla mente delle Eminenze Vostre e

d’ogni fedel Cristiano questa veemente sospizione,

giustamente di me conceputa, con cuor sincero e fede non

finta abiuro, maledico e detesto li sudetti errori e

eresie…

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LA RIABILITAZIONE

“… Esistono due campi del sapere, quello che ha la sua fonte nella Rivelazione e quello che la ragione può scoprire con le sole sue forze. A quest'ultimo appartengono le scienze sperimentali e la filosofia.

La distinzione tra i due campi del sapere non deve essere intesa come una opposizione. I due settori non sono del tutto estranei l'uno all'altro, ma hanno punti di incontro. Le metodologie proprie di ciascuno permettono di mettere in evidenza aspetti diversi della realtà.”

Dal discorso tenuto da papa Giovanni Paolo II il 31 ottobre 1992.

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Il metodo scientifico fondato da Galileo determina un radicale mutamento nel modo

di pensare e di interpretare il mondo.

Il risultato

è una straordinaria stagione di scoperte

e invenzioni tecnologiche (premessa per la

Rivoluzione industriale)

Il filosofo e scienziato francese René Descartes (Cartesio) estende il metodo della ricerca matematica a ogni ambito del sapere, dalla filosofia alla scienza. Nel 1637 elabora la geometria analitica.

Nel 1687 l’inglese Isaac Newton, con la scoperta della legge della gravitazione universale, spiega la “macchina” dell’universo.

UN SECOLO DI INVENZIONI E SCOPERTE

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Isaac Newton (1642-1727) e il nuovo paradigma

Newton

 La grandezza di Newton sta nell’aver unificato in una sola formula la forza che mantiene i pianeti nella loro orbita e quella che fa cadere i gravi sulla Terra, di aver unificato cioè le leggi di Keplero e quelle di Galileo. Newton infatti…

 dopo aver determinato i tre principi della dinamica e notato che il movimento dei pianeti nella loro orbita poteva essere pensato come una caduta continua…



giunse a formulare la LEGGE DELLA GRAVITAZIONE UNIVERSALE: i corpi si attraggono proporzionalmente al prodotto delle masse e in ragione

inversa del quadrato delle distanze F = G m₁m₂/r²

 definendo così un nuovo paradigma a conferma dell’eliocentrismo

(42)

I caratteri della nuova Scienza

Dalla rivoluzione scientifica e soprattutto da Galileo emerse un nuovo modo d’intendere la natura e lo studio di essa, emerse cioè una nuova

concezione della…

 Ordine oggettivo

 Ordine causale

 Insieme di relazioni

 Insieme di leggi

 Sapere sperimentale

 Sapere matematico

 Saper intersoggettivo

 Saper oggettivo

NATURA SCIENZA

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I caratteri della nuova Scienza

Dalla suddetta rivoluzione scientifica e dalla metodologia galileiana derivano:

• la concezione della natura come ordine oggettivo e causalmente strutturato di relazioni governate da leggi;

• la concezione della scienza come sapere sperimentale - matematico, avente lo scopo di ampliare progressivamente le

conoscenze dell'uomo e di dominarle a

vantaggio dell'uomo stesso.

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LE FORZE AVVERSE

La scienza moderna ai suoi inizi ha dovuto fronteggiare due autorevoli e forti ostacoli:

1. la tradizione culturale ufficiale, che si sentiva minacciata: il nuovo sapere metteva in discussione molte teorie fisiche e cosmologiche consolidate, era portatore di uno schema culturale nuovo ed anti- finalistico, basandosi sulla forza dell'esperienza e della verifica svuotava di senso ogni dogma e minava le vecchie "autorità";

2. la religione cattolica, che si sentiva parimenti minacciata: veniva smontata la visione cosmologica in cui essa aveva inquadrato le proprie credenze, confidando in un'interpretazione letterale e non allegorica delle Scritture (vedi il caso Galileo), e si affermava il principio della libera ricerca, che veniva ritenuto pericoloso quanto quello del libero esame sostenuto dai protestanti.

3. la magia e l'astrologia: la scienza si presentava come sapere utile all'uomo, e aperta a tutti, invece la magia, come l'astrologia, era solo per pochi.

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ARTE BAROCCA

Uno dei parametri che meglio definiscono la posizione estetica del barocco è dato dal concetto di «immagine», quale apparenza illusoria di qualcosa che nella realtà può anche essere diverso. In pratica è proprio nell’età barocca che si apre una separazione tra l’essere e l’apparire dove il secondo termine prende una sua indipendenza dal primo al punto che non sempre, o quasi mai, ciò che si vede è ciò che è.

non c’è più il centro, il punto di fuga prospettica tipica dell’arte rinascimentale: