Galileo nasce a Pisa, nel Granducato di Toscana allora retto dai Medici, il 15 febbraio del 1564 da famiglia fiorentina. Il padre, Vincenzio (1520?-1591) nato a Santa Maria a Monte (Pisa) da famiglia fiorentina, conduceva attività commerciali ma la sua grande passione era la musica (e buon suonatore di liuto sarà il fratello di Galileo, Michelangelo). La madre, Giulia Ammannati (1538-1620) nata a Villa Basilica (Lucca), di carattere per nulla facile ebbe per Galileo, fin dall’infanzia, un’influenza non particolarmente positiva (proprio alla madre sembra riferibile una prima denuncia al Sant’Uffizio nel periodo padovano).
Dopo Galileo la coppia ebbe altri due figli e tre o quattro figlie, di cui sopravvissero solo Virginia, Michelangelo e Livia. Il loro mantenimento influenzerà non poco la vita di Galileo.
Fino a 10 anni Galileo vive a Pisa, dove riceve la prima educazione. Tornato a Firenze con la famiglia nel 1574 passa un breve periodo al monastero benedettino di Vallombrosa (o forse a Santa Trinita a Firenze), dove pare sia stato anche novizio: sembra che sia proprio in questi mesi che Galileo apprezza l’isolamento e la possibilità di dedicarsi totalmente allo studio. Il padre però ha altri progetti (anche per ragioni di sostentamento economico della famiglia) e lo avvia agli studi di medicina che portano Galileo di nuovo a Pisa nel 1581.
Poco appassionato dalle lezioni di medicina (basate sull’insegnamento di Galeno), Galileo si appassiona agli studi di Aristotele e Platone (un interesse filosofico che lo accompagnerà per tutta la vita) e, nel 1583, conosce il matematico Ostilio Ricci (forse allievo di Tartaglia), precettore di matematica dei paggi del Granduca e in quel momento a Pisa con la corte ducale, che lo introduce allo studio di Euclide e Archimede. Non senza riserve da parte del padre, Galileo finisce per lasciare Pisa e tornare a Firenze nel 1585 senza terminare gli studi in medicina. Gli anni tra il 1581 e il 1585 non furono però anni inutili: a Pisa infatti, oltre all’incontro con Ostilio Ricci, segue e subisce l’influenza di Francesco Buonamici, intelligente interprete dei testi aristotelici, e di Jacopo Mazzoni, filosofo e letterato. Buonamici, in particolare, è autore di una ponderosa opera intitolata De motu, lo stesso titolo dato oggi a un insieme di manoscritti giovanili di Galileo, dove non si limitava a un semplice riassunto e commento dei testi aristotelici, ma affrontava una serie di problemi centrali nel dibattito scientifico del Cinquecento, sottolineando il ruolo dell’osservazione e della matematica.
Primo episodio del format Galileo e Padova: 18 anni incredibili, un'idea di Pietro Greco, di e con Giulio Peruzzi, riprese e montaggio di Elisa Speronello
Nei quattro anni di soggiorno fiorentino Galileo approfondisce la conoscenza di Euclide e Archimede. Tra il 1585 e 1586 Galileo palesa i suoi interessi per la fisica: ispirandosi, infatti, all’opera di Archimede, lavora su questioni relative al centro di gravità dei solidi scrivendo i Theoremata circa centrum gravitatis solidorum (Carteggio con Clavio e Guidobaldo del Monte). Nel 1586 porta poi a termine il suo primo lavoro scientifico, La bilancetta, nel quale illustra la bilancia idrostatica (simile all’odierna bilancia di Westphal, ancora oggi usata per determinare il peso specifico dei solidi). Nello scritto dimostra il metodo seguito da Archimede per risolvere il problema della corona del re Gerone. [Annibale Mottana, Galileo gemmologo, determinazione accurata per l’epoca dei pesi specifici di varie gemme, e non solo di metalli e loro miscele].
Nel 1589 ottiene, grazie a Guidobaldo del Monte, la nomina a lettore di matematiche nello Studio Pisano (aveva tentato l’anno prima, 1588, la nomina a lettore di matematica a Bologna ma gli era stato preferito l’astronomo Giovanni Antonio Magini). Risalgono a questo periodo i materiali oggi raccolti nel De motu, completati probabilmente negli anni 1591-1592 prima di trasferirsi a Padova nel dicembre del 1592, dove si trovano i primi studi galileiani sui “moti locali”.
Negli stessi anni Galileo comincia a occuparsi anche di quella che modernamente chiamiamo scienza dei materiali, anche se le prime attestazioni di questi suo interessi si trovano nelle “Due lezioni all’Accademia Fiorentina circa la figura, sito e grandezza dell’Inferno di Dante”, tenute a Firenze probabilmente tra il 1587 e il 1588. In esse Galileo analizza, dal punto di vista matematico e fisico, la struttura dell’Inferno descritto da Dante nella Divina Commedia. Proprio nel 1587, Jacopo Mazzoni pubblica un lavoro dal titolo Della difesa della Comedia di Dante nel quale sostiene le tesi del fiorentino Antonio Manetti (il cui lavoro viene pubblicato postumo nel 1506) in aperto contrasto con le tesi del lucchese Alessandro Vellutello (pubblicate nel 1544). Manetti riprendeva modelli usati dal suo amico Filippo Brunelleschi nell’edificazione della cupola del Duomo di Firenze, e disegnava l’Inferno di Dante come una sorta cono, avente il vertice nel centro della terra e come base la calotta circolare centrata su Gerusalemme. Il raggio della calotta circolare intercetta a occidente la città di Cuma nei pressi della quale anche Virgilio nell’Eneide aveva collocato l’ingresso all’Ade, il mondo dei morti pagano. Vellutello sosteneva invece che la ricostruzione di Manetti non teneva conto del fatto che la calotta aveva uno spessore troppo piccolo, viste le dimensioni del suo inferno, ed era destinata a crollare. Per questo Vellutello riduceva drasticamente le dimensioni del cono che rappresentava l’Inferno dantesco.
Dettaglio dell'inferno di Antonio Manetti (da Wikipedia.org)
Nelle sue lezioni, Galileo entra nella controversia tra Manetti e Vellutello, sostenendo il modello di Manetti contro quello di Vellutello. In particolare, sullo spessore della calotta che sormonta l’Inferno, l’argomentazione galileiana in favore di Manetti è basata evidentemente sul modello della cupola di Brunelleschi, e la sua conclusione viene semplicemente dedotta da considerazioni relative alla riproduzione di quel modello in scala maggiore. Ma la semplice geometria in realtà non basta. Galileo si accorgerà subito di un errore, sul quale continuerà a ragionare per decenni, e che correggerà solo cinquant’anni dopo nei Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze del 1638: un modello in scala ridotta non può essere riprodotto in scala maggiore senza tener conto che la superficie S cresce come la dimensione lineare alla seconda potenza (L2), mentre il volume V (e quindi il peso) cresce con la dimensione lineare alla terza potenza (L3). Le questioni dell’invarianza di scala saranno uno degli elementi che gli permetteranno enormi progressi negli studi sui moti dei corpi e sulla loro resistenza. Un esempio per tutti, ripreso dai Discorsi e dimostrazioni del 1638: se S cresce come L2 e V come L3, allora “la superficie di un solido piccolo è relativamente maggiore di quella di un solido più grande”, e in generale al crescere o diminuire delle dimensioni del corpo, la superficie cresce o diminuisce più lentamente del volume, e quindi del peso. Ma allora se l’attrito nell’aria dipende dalla superficie del corpo, due corpi dello stesso materiale, ma di dimensioni diverse, non cascano esattamente insieme, ma il più piccolo resta indietro perché l’attrito col mezzo è maggiore con un peso relativamente minore [Opere, VIII, pp. 131-135].
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